铁死亡机制与中医药干预脑卒中后神经细胞铁死亡的研究进展

徐寒莹; 张艺缤; 张冬梅; 卢靖; 张影; 吴雷; 兰天野; 王健

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20221105

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

铁死亡机制与中医药干预脑卒中后神经细胞铁死亡的研究进展

综述 | 更新时间：2022-11-17

- 铁死亡机制与中医药干预脑卒中后神经细胞铁死亡的研究进展
- Mechanism of Ferroptosis and Traditional Chinese Medicine Intervention on Neuronal Cell Ferroptosis After Stroke： A Review
- 中国实验方剂学杂志 2022年28卷第20期页码：232-240
- 作者机构：
  
  1.长春中医药大学，长春 130117
  2.长春中医药大学附属医院，长春 130021
- 作者简介：
  
  徐寒莹，在读博士，从事中医药防治脑血管疾病研究，E-mail：421006829@qq.com
  兰天野，博士，副主任医师，从事中医药防治脑血管疾病研究，E-mail：lantianye-x@163.com
  王健，博士，主任医师，从事中医药防治脑血管疾病研究，E-mail：jian-w222@163.com； *
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金面上项目(82474317);国家重点研发计划项目(2019YFC1709902);国家中医药管理局项目(2019XZZX-NB005);吉林省科技发展计划项目(20210303004SF);吉林省自然科学基金项目(20200201542JC)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20221105
  中图分类号： R2-0;R22;R285.5;R284;R33
- 收稿日期：2022-02-11，
  
  网络出版日期：2022-03-30，
  
  纸质出版日期：2022-10-20
- 稿件说明：
移动端阅览
徐寒莹,张艺缤,张冬梅等.铁死亡机制与中医药干预脑卒中后神经细胞铁死亡的研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(20):232-240.

XU Hanying,ZHANG Yibin,ZHANG Dongmei,et al.Mechanism of Ferroptosis and Traditional Chinese Medicine Intervention on Neuronal Cell Ferroptosis After Stroke： A Review[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(20):232-240.
徐寒莹,张艺缤,张冬梅等.铁死亡机制与中医药干预脑卒中后神经细胞铁死亡的研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2022,28(20):232-240. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221105.

XU Hanying,ZHANG Yibin,ZHANG Dongmei,et al.Mechanism of Ferroptosis and Traditional Chinese Medicine Intervention on Neuronal Cell Ferroptosis After Stroke： A Review[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2022,28(20):232-240. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20221105.

摘要

脑卒中是一种常见的脑血管疾病，具有高发病率、高致死率、高致残率的特点。神经细胞是组成中枢神经系统的基本单位，卒中发病时神经细胞会出现不同程度的损伤或细胞死亡现象。卒中后的神经细胞损伤也是导致患者神经功能障碍、影响其预后与生存质量的关键原因。因此，减轻卒中后的神经细胞损伤程度，延缓其细胞死亡进程有利于降低卒中幸存者的神经功能损伤水平，改善其预后效果，进而降低卒中致死、致残率。铁死亡是近年来被广泛关注的新型细胞死亡形式，已有研究证实卒中后的神经细胞存在铁死亡现象。作为一种可调节的细胞死亡形式，干预铁死亡可以实现对神经细胞损伤程度与死亡进程的调节。已有研究表明抑制铁死亡可以起到神经保护性作用。中医药具有多途径、多靶点的治疗优势，已被广泛应用于卒中的全疾病链条，并取得了较好的临床效果。以中医药调节铁死亡作为切入点可能是未来卒中治疗的新方向。该文简要阐述铁死亡机制，探讨中医药干预神经细胞铁死亡的研究现状，为进一步提升卒中的中医疗效提供参考。

Abstract

Stroke is a common cerebrovascular disease， characterized by high incidence， mortality and disability rate. Neuronal cells， the basic unit of the central nervous system， can be injured to varying degrees when stroke occurs. Neuronal cell injury after stroke is also the key cause leading to neurological dysfunction， affecting the prognosis and quality of life of patients. Therefore， reducing the neuronal cell injury and delaying the process of cell death are effective to decrease the nerve function injury in stroke patients and improve their prognosis， thus lowering the death and disability rate of stroke. Ferroptosis is a new form of cell death that has been widely concerned in recent years. Several studies have confirmed that there is ferroptosis in neuronal cells after stroke. Since ferroptosis is an adjustable form， its intervention can help regulate the injury and death of neuronal cells. Studies have shown that inhibiting ferroptosis plays a role in protecting neuronal cells. Traditional Chinese medicine （TCM）， with the multi-channel and multi-target treatment advantages， has been widely used in the whole stroke and has achieved good clinical efficacy. It might be a new direction taking TCM regulation of ferroptosis as the entry point for stroke treatment in the future. This review revealed the mechanism of ferroptosis， discussed the research status of TCM in intervening in neuronal cell ferroptosis， and provided reference for further improving the efficacy of TCM in stroke.

关键词

Keywords

references

GBD 2019 STROKE COLLABORATORS . Global，regional，and national burden of stroke and its risk factors，1990-2019：A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019 ［J］. Lancet Neurol ， 2021 ， 20 （ 10 ）： 795 - 820 .

DIXON S J ， LEMBERG K M ， LAMPRECHT M R ， et al . Ferroptosis：An iron-dependent form of nonapoptotic cell death ［J］. Cell ， 2012 ， 149 （ 5 ）： 1060 - 1072 .

WU J ， JIAN J ， CAO Y ， et al . Iron overload contributes to general anaesthesia-induced neurotoxicity and cognitive deficits ［J］. J Neuroinflammation ， 2020 ， 17 （ 1 ）： 110 - 122 .

杨漾，钟园园，苏畅，等 . 基于阴阳理论探讨中医药干预铁死亡的研究进展［J］. 中国实验方剂学杂志， 2022 ， 28 （ 11 ）： 227 - 237 .

林鹏展，田菲，张林，等 . 中医药干预铁死亡机制的研究进展［J］. 湖南中医药大学学报， 2021 ， 41 （ 2 ）： 318 - 322 .

ZHOU N ， BAO J . FerrDb：A manually curated resource for regulators and markers of ferroptosis and ferroptosis-disease associations ［J］. Database（Oxford）， 2020 ， doi： 10.1093/database/baaa021 http://dx.doi.org/10.1093/database/baaa021 .

LIANG C ， ZHANG X ， YANG M ， et al . Recent progress in ferroptosis inducers for cancer therapy ［J］. Adv Mater ， 2019 ， 31 （ 51 ）： e1904197 .

CHENG Z ， LI Y . What is responsible for the initiating chemistry of iron-mediated lipid peroxidation：An update ［J］. Chem Rev ， 2007 ， 107 （ 3 ）： 748 - 766 .

CHENG Y ， ZAK O ， AISEN P ， et al . Structure of the human transferrin receptor-transferrin complex ［J］. Cell ， 2004 ， 116 （ 4 ）： 565 - 576 .

OHGAMI R S ， CAMPAGNA D R ， GREER E L ， et al . Identification of a ferrireductase required for efficient transferrin-dependent iron uptake in erythroid cells ［J］. Nat Genet ， 2005 ， 37 （ 11 ）： 1264 - 1269 .

MACKENZIE E L ， IWASAKI K ， TSUJI Y . Intracellular iron transport and storage：From molecular mechanisms to health implications ［J］. Antioxid Redox Signal ， 2008 ， 10 （ 6 ）： 997 - 1030 .

YOSHINAGA M ， NAKATSUKA Y ， VANDENBON A ， et al . Regnase-1 maintains iron homeostasis via the degradation of transferrin receptor 1 and prolyl-hydroxylase-domain-containing protein 3 mRNAs ［J］. Cell Rep ， 2017 ， 19 （ 8 ）： 1614 - 1630 .

PILONI N E ， VARGAS R ， FERNÁNDEZ V ， et al . Effects of acute iron overload on Nrf2-related glutathione metabolism in rat brain ［J］. Biometals ， 2021 ， 34 （ 5 ）： 1017 - 1027 .

YAN B ， AI Y ， SUN Q ， et al . Membrane damage during ferroptosis is caused by oxidation of phospholipids catalyzed by the oxidoreductases POR and CYB5R1 ［J］. Mol Cell ， 2021 ， 81 （ 2 ）： 355 - 369 .

GALARIS D ， BARBOUTI A ， PANTOPOULOS K . Iron homeostasis and oxidative stress：An intimate relationship ［J］. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res ， 2019 ， 1866 （ 12 ）： 118535 .

LIN L ， WANG S ， DENG H ， et al . Endogenous labile iron pool-mediated free radical generation for cancer chemodynamic therapy ［J］. J Am Chem Soc ， 2020 ， 142 （ 36 ）： 15320 - 15330 .

ZHOU B ， ZHANG J Y ， LIU X S ， et al . Tom20 senses iron-activated ROS signaling to promote melanoma cell pyroptosis ［J］. Cell Res ， 2018 ， 28 （ 12 ）： 1171 - 1185 .

BRIGELIUS-FLOHÉ R ， MAIORINO M . Glutathione peroxidases ［J］. Biochim Biophys Acta ， 2013 ， 1830 （ 5 ）： 3289 - 3303 .

YANG W S ， SRIRAMARATNAM R ， WELSCH M E ， et al . Regulation of ferroptotic cancer cell death by GPX4 ［J］. Cell ， 2014 ， 156 （ 1-2 ）： 317 - 331 .

JIANG X ， STOCKWELL B R ， CONRAD M . Ferroptosis：Mechanisms，biology and role in disease ［J］. Nat Rev Mol Cell Biol ， 2021 ， 22 （ 4 ）： 266 - 282 .

YANG W S ， STOCKWELL B R . Synthetic lethal screening identifies compounds activating iron-dependent，nonapoptotic cell death in oncogenic-RAS-harboring cancer cells ［J］. Chem Biol ， 2008 ， 15 （ 3 ）： 234 - 245 .

DOLL S ， FREITAS F P ， SHAH R ， et al . FSP1 is a glutathione-independent ferroptosis suppressor ［J］. Nature ， 2019 ， 575 （ 7784 ）： 693 - 698 .

BERSUKER K ， HENDRICKS J M ， LI Z ， et al . The CoQ oxidoreductase FSP1 acts parallel to GPX4 to inhibit ferroptosis ［J］. Nature ， 2019 ， 575 （ 7784 ）： 688 - 692 .

JIANG L ， KON N ， LI T ， et al . Ferroptosis as a p53-mediated activity during tumour suppression ［J］. Nature ， 2015 ， 520 （ 7545 ）： 57 - 62 .

张丽媛，李芙蓉，王超，等 . p53对铁死亡的调节作用及潜在应用［J］. 中国病理生理杂志， 2019 ， 35 （ 12 ）： 2299 - 2304 .

HASSANNIA B ， VANDENABEELE P ， VANDEN BERGHE T . Targeting ferroptosis to iron out cancer ［J］. Cancer Cell ， 2019 ， 35 （ 6 ）： 830 - 849 .

YANG W S ， KIM K J ， GASCHLER M M ， et al . Peroxidation of polyunsaturated fatty acids by lipoxygenases drives ferroptosis ［J］. Proc Natl Acad Sci USA ， 2016 ， 113 （ 34 ）： E4966 - 4975 .

DOLL S ， PRONETH B ， TYURINA Y Y ， et al . ACSL4 dictates ferroptosis sensitivity by shaping cellular lipid composition ［J］. Nat Chem Biol ， 2017 ， 13 （ 1 ）： 91 - 98 .

JIN Y ， ZHUANG Y ， LIU M ， et al . Inhibiting ferroptosis：A novel approach for stroke therapeutics ［J］. Drug Discov Today ， 2021 ， 26 （ 4 ）： 916 - 930 .

LI J ， CAO F ， YIN H L ， et al . Ferroptosis：Past，present and future ［J］. Cell Death Dis ， 2020 ， 11 （ 2 ）： 88 .

BHALLA A ， WANG Y ， RUDD A ， et al . Differences in outcome and predictors between ischemic and intracerebral hemorrhage：The South London Stroke Register ［J］. Stroke ， 2013 ， 44 （ 8 ）： 2174 - 2181 .

SCHLUNK F ， GREENBERG S M . The pathophysiology of intracerebral hemorrhage formation and expansion ［J］. Transl Stroke Res ， 2015 ， 6 （ 4 ）： 257 - 263 .

HICKENBOTTOM S L ， GROTTA J C ， STRONG R ， et al . Nuclear factor-kappaB and cell death after experimental intracerebral hemorrhage in rats ［J］. Stroke ， 1999 ， 30 （ 11 ）： 2472 - 2477 .

ZILLE M ， KARUPPAGOUNDER S S ， CHEN Y ， et al . Neuronal death after hemorrhagic stroke in vitro and in vivo shares features of ferroptosis and necroptosis ［J］. Stroke ， 2017 ， 48 （ 4 ）： 1033 - 1043 .

ZHANG Z ， WU Y ， YUAN S ， et al . Glutathione peroxidase 4 participates in secondary brain injury through mediating ferroptosis in a rat model of intracerebral hemorrhage ［J］. Brain Res ， 2018 ， 1701 ： 112 - 125 .

AURIAT A M ， SILASI G ， WEI Z ， et al . Ferric iron chelation lowers brain iron levels after intracerebral hemorrhage in rats but does not improve outcome ［J］. Exp Neurol ， 2012 ， 234 （ 1 ）： 136 - 143 .

SAVER J L ， GOYAL M ， BONAFE A ， et al . Stent-retriever thrombectomy after intravenous t-PA vs.t-PA alone in stroke ［J］. N Engl J Med ， 2015 ， 372 （ 24 ）： 2285 - 2295 .

MA J ， LI M ， ZHANG M ， et al . Protection of multiple ischemic organs by controlled reperfusion ［J］. Brain Circ ， 2021 ， 7 （ 4 ）： 241 - 246 .

YAN H F ， TUO Q Z ， YIN Q Z ， et al . The pathological role of ferroptosis in ischemia/reperfusion-related injury ［J］. Zool Res ， 2020 ， 41 （ 3 ）： 220 - 230 .

CHEN G ， LI L ， TAO H . Bioinformatics identification of ferroptosis-related biomarkers and therapeutic compounds in ischemic stroke ［J］. Front Neurol ， 2021 ， 12 ： 745240 .

BU Z Q ， YU H Y ， WANG J ， et al . Emerging role of ferroptosis in the pathogenesis of ischemic stroke：A new therapeutic target？［J］. ASN Neuro ， 2021 ， 13 ： 17590914211037505 .

DING H ， YAN C Z ， SHI H ， et al . Hepcidin is involved in iron regulation in the ischemic brain ［J］. PLoS One ， 2011 ， 6 （ 9 ）： e25324 .

PARK U J ， LEE Y A ， WON S M ， et al . Blood-derived iron mediates free radical production and neuronal death in the hippocampal CA1 area following transient forebrain ischemia in rat ［J］. Acta Neuropathol ， 2011 ， 121 （ 4 ）： 459 - 473 .

LU J ， HUANG Q ， ZHANG D ， et al . The protective effect of didang tang against alcl3-induced oxidative stress and apoptosis in PC12 cells through the activation of SIRT1-mediated Akt/Nrf2/HO-1 pathway ［J］. Front Pharmacol ， 2020 ， 11 ： 466 .

HUANG Q ， LAN T ， LU J ， et al . DiDang tang inhibits endoplasmic reticulum stress-mediated apoptosis induced by oxygen glucose deprivation and intracerebral hemorrhage through blockade of the GRP78-IRE1/PERK pathways ［J］. Front Pharmacol ， 2018 ， 9 ： 1423 .

REN J ， ZHOU X ， WANG J ， et al . Poxue Huayu and Tianjing Busui Decoction for cerebral hemorrhage：Upregulation of neurotrophic factor expression ［J］. Neural Regen Res ， 2013 ， 8 （ 22 ）： 2039 - 2049 .

欧海亚，叶小鹏，李舒，等 . 基于网络药理学及数据挖掘探讨中药调节铁死亡的用药规律研究［J］. 中国现代应用药学， 2019 ， 36 （ 18 ）： 2317 - 2324 .

LIN C H ， TSENG H F ， HSIEH P C ， et al . Nephroprotective role of chrysophanol in hypoxia/reoxygenation-induced renal cell damage via apoptosis，ER stress，and ferroptosis ［J］. Biomedicines ， 2021 ， 9 （ 9 ）： 1283 .

WANG Y ， QUAN F ， CAO Q ， et al . Quercetin alleviates acute kidney injury by inhibiting ferroptosis ［J］. J Adv Res ， 2021 ， 28 ： 231 - 243 .

赵冯岩，杨浩澜，朱炎贞，等 . 基于网络药理学从铁死亡途径研究补阳还五汤调控缺血性脑卒中的作用机制［J］. 湖南中医药大学学报， 2021 ， 41 （ 7 ）： 1065 - 1072 .

曾劲松 . 基于铁死亡研究脑出血后继发性脑损伤病理机制及脑泰方的干预作用［D］. 长沙：湖南中医药大学， 2020 .

LAN B ， GE J W ， CHENG S W ， et al . Extract of Naotaifang，a compound Chinese herbal medicine，protects neuron ferroptosis induced by acute cerebral ischemia in rats ［J］. J Integr Med ， 2020 ， 18 （ 4 ）： 344 - 350 .

黄娟 . 基于Nrf2/ARE通路探讨膜铁转运辅助蛋白调节大鼠脑I/R后铁代谢机制及脑泰方干预研究［D］. 长沙：湖南中医药大学， 2017 .

ZHENG B ， ZHOU X ， PANG L ， et al . Baicalin suppresses autophagy-dependent ferroptosis in early brain injury after subarachnoid hemorrhage ［J］. Bioengineered ， 2021 ， 12 （ 1 ）： 7794 - 7804 .

YANG C ， HAN M ， LI R ， et al . Curcumin nanoparticles inhibiting ferroptosis for the enhanced treatment of intracerebral hemorrhage ［J］. Int J Nanomedicine ， 2021 ， 16 ： 8049 - 8065 .

PENG C ， FU X ， WANG K ， et al . Dauricine alleviated secondary brain injury after intracerebral hemorrhage by upregulating GPX4 expression and inhibiting ferroptosis of nerve cells ［J］. Eur J Pharmacol ， 2022 ， 914 ： 174461 .

JIN Z L ， GAO W Y ， LIAO S J ， et al . Paeonol inhibits the progression of intracerebral haemorrhage by mediating the HOTAIR/UPF1/ACSL4 axis ［J］. ASN Neuro ， 2021 ， 13 ： 17590914211010647 .

ZHOU Z Y ， ZHAO W R ， XIAO Y ， et al . Mechanism study of the protective effects of sodium tanshinone ⅡA sulfonate against atorvastatin-induced cerebral hemorrhage in zebrafish：Transcriptome analysis ［J］. Front Pharmacol ， 2020 ， 11 ： 551745 .

ZHAO H ， LI X ， YANG L ， et al . Isorhynchophylline relieves ferroptosis-induced nerve damage after intracerebral hemorrhage via miR-122-5p/TP53/SLC7A11 pathway ［J］. Neurochem Res ， 2021 ， 46 （ 8 ）： 1981 - 1994 .

佘仁夏，张潘，何晓英 . 白藜芦醇对脑出血大鼠铁死亡的影响［J］. 四川医学， 2021 ， 42 （ 3 ）： 254 - 259 .

FU C ， WU Y ， LIU S ， et al . Rehmannioside A improves cognitive impairment and alleviates ferroptosis via activating PI3K/AKT/Nrf2 and SLC7A11/GPX4 signaling pathway after ischemia ［J］. J Ethnopharmacol ， 2022 ， 289 ： 115021 .

YUAN Y ， ZHAI Y ， CHEN J ， et al . Kaempferol ameliorates oxygen-glucose deprivation/reoxygenation-induced neuronal ferroptosis by activating Nrf2/SLC7A11/GPX4 axis ［J］. Biomolecules ， 2021 ， 11 （ 7 ）： 923 - 936 .

GUO H ， ZHU L ， TANG P ， et al . Carthamin yellow improves cerebral ischemia‑reperfusion injury by attenuating inflammation and ferroptosis in rats ［J］. Int J Mol Med ， 2021 ， 47 （ 4 ）： 1 .

GUAN X ， LI X ， YANG X ， et al . The neuroprotective effects of carvacrol on ischemia/reperfusion-induced hippocampal neuronal impairment by ferroptosis mitigation ［J］. Life Sci ， 2019 ， 235 ： 116795 .

GUAN X ， LI Z ， ZHU S ， et al . Galangin attenuated cerebral ischemia-reperfusion injury by inhibition of ferroptosis through activating the SLC7A11/GPX4 axis in gerbils ［J］. Life Sci ， 2021 ， 264 ： 118660 .

周玉嘉 . 基于GPX4通路调控铁死亡探讨活血解毒法治疗脑出血火毒证机制研究［D］. 北京：北京中医药大学， 2021 .

蔡昱哲 . 探讨安脑平冲方对大鼠脑出血后SXc-/GPX4通路的影响［D］. 长沙：湖南中医药大学， 2021 .

HUI Z ， WANG S ， LI J ， et al . Compound Tongluo decoction inhibits endoplasmic reticulum stress-induced ferroptosis and promoted angiogenesis by activating the Sonic Hedgehog pathway in cerebral infarction ［J］. J Ethnopharmacol ， 2022 ， 283 ： 114634 .

WANG M ， JIA M ， ZHANG X Y ， et al . Systematic review and Meta-analysis of efficacy and safety of acupuncture therapy on hypertensive intracerebral hemorrhage ［J］. Chin J Chin Mater Med ， 2021 ， 46 （ 18 ）： 4644 - 4653 .

姚嘉永，邹伟 . 针刺治疗脑出血机制的研究进展［J］. 针刺研究， 2022 ， 47 （ 1 ）： 88 - 94 .

LI M Y ， DAI X H ， YU X P ， et al . Scalp acupuncture protects against neuronal ferroptosis by activating the p62-Keap1-Nrf2 pathway in rat models of intracranial haemorrhage ［J］. J Mol Neurosci ， 2022 ， 72 （ 1 ）： 82 - 96 .

KONG Y ， LI S ， ZHANG M ， et al . Acupuncture ameliorates neuronal cell death，inflammation，and ferroptosis and downregulated miR-23a-3p after intracerebral hemorrhage in rats ［J］. J Mol Neurosci ， 2021 ， 71 （ 9 ）： 1863 - 1875 .

HUANG Z ， SI W ， LI X ， et al . Moxibustion protects dopaminergic neurons in parkinson's disease through antiferroptosis ［J］. Evid Based Complement Alternat Med ， 2021 ， doi： 10.1155/2021/6668249 http://dx.doi.org/10.1155/2021/6668249 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

参芪地黄汤介导ACSL4/LPCAT3/ALOX15轴抑制花生四烯酸相关性铁死亡改善小鼠糖尿病肾病肾功能

中医药调控铁死亡防治脑卒中的作用机制

基于铁死亡理论探讨中医药防治抑郁症的研究进展

子宫内膜异位症程序性细胞死亡和中医药干预作用研究进展

铁死亡在骨关节炎中的作用及中医药干预研究进展