引言

        2022年2月，Phytomedicine杂志(IF：5.340，中科院1区)发表了本课题组题为“Dihydroquercetin suppresses cigarette smoke induced ferroptosis in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease by activating Nrf2-mediated pathway”的基础研究文章。陈燕教授为该文通讯作者，2019级硕士研究生刘祥明为文章第一作者。本研究首次揭示二氢槲皮素对抗铁死亡的重要作用。研究结果发现香烟烟雾暴露能够诱导小鼠肺组织和体外培养的人支气管上皮细胞发生铁死亡，而二氢槲皮素干预能通过调节Nrf2信号通路显著抑制香烟烟雾暴露诱导的铁死亡。上述发现可能为慢阻肺的治疗提供新选择。

        背景

        慢性阻塞性肺疾病(简称“慢阻肺”)是一种可以预防和治疗的疾病，其主要特征是由于小气道损伤、支气管壁增厚和黏液分泌过多导致的持续性气流受限。目前，慢阻肺已成为全球第三大死因，造成沉重的社会经济负担。铁死亡这一概念最早由Dixon及其同事于2012年提出，用于描述铁依赖性脂质活性氧增多而导致的非凋亡性细胞死亡。铁死亡在形态学、生物学和基因水平上均明显不同于其他形式的调节性细胞死亡方式。二氢槲皮素(DHQ)是一种广泛存在于自然界多种植物中的黄酮类化合物。DHQ具有多种药理活性，如抗炎、抗氧化以及抗凋亡等。DHQ已被证实在188bet在线平台网址 、心血管疾病、神经退行性疾病以及肿瘤中发挥重要的保护作用。然而，目前尚无DHQ用于慢阻肺治疗的相关研究。

        主要结果

        1.DHQ干预改善慢阻肺小鼠肺组织肺气肿样改变

        与正常对照组相比，慢阻肺模型组小鼠出现了显著的肺气肿样改变。对慢阻肺小鼠腹腔注射高、低两种浓度的DHQ后，慢阻肺小鼠肺气肿样改变均得到明显改善，且高浓度组改善程度更显著。

        2.DHQ干预对慢阻肺小鼠肺组织铁死亡的影响

        慢阻肺小鼠肺组中的GPx4、SLC7A11 的mRNA水平及蛋白表达水平显著低于正常对照组。而DHQ干预能显著升高慢阻肺小鼠肺组织中GPx4、SLC7A11的mRNA水平及蛋白水平。此外，慢阻肺小鼠肺组织中MDA和ROS水平升高、SOD活性降低，DHQ干预能够逆转慢阻肺小鼠肺组中MDA、ROS及SOD的改变。进一步透射电镜结果显示，慢阻肺小鼠肺组织中线粒体形态学发生明显改变(线粒体缩小、膜密度增高、嵴减少甚至出现外膜破裂);DHQ干预慢阻肺小鼠后，慢阻肺小鼠肺组织中线粒体形态得到显著改善。该结果表明DHQ能够显著改善慢阻肺小鼠肺组织铁死亡。

        3.DHQ干预对人支气管上皮细胞(HBECs)的毒性作用

        CCK-8实验结果表明，当DHQ浓度≤80μM时，DHQ对HBECs没有明显的毒性作用。当DHQ浓度≥160μM时，DHQ对HBECs产生明显的毒性作用。因此，本研究最终选取40μM和80μM的DHQ进行后续实验。

        4.DHQ干预对香烟烟雾提取物(CSE)诱导的HBECs氧化应激的影响

        与对照组相比，CSE干预组HBECs氧化应激水平显著升高;而使用DHQ干预后，HBECs中MDA和ROS水平显著降低，SOD活性显著升高。

        5.DHQ干预对CSE诱导的HBECs铁死亡的影响

        CSE干预后HBECs内脂质氧化水平明显升高，线粒体形态发生显著改变;当使用DHQ预处理细胞2小时后，上述改变得以显著逆转。有意思的是，本研究亦证实DHQ能浓度依赖性的增加Nrf2蛋白表达。Nrf2是一种在抗氧化过程中起关键作用的转录因子，并且近年来发现其与铁死亡关系密切。

        6.Nrf2在DHQ对抗铁死亡过程中的作用

        为了进一步阐明Nrf2在DHQ对抗铁死亡过程中的潜在作用，本研究预先使用Nrf2特异性抑制剂ML385对HBECs进行预处理。结果表明，ML385预处理能够显著抑制DHQ对CSE诱导的HBECs氧化应激的保护作用。此外，ML385能够抑制DHQ干预对脂质过氧化和线粒体形态的保护作用。以上结果表明，DHQ通过调节Nrf2相关信号通路以发挥其抗铁死亡作用。

        小结

        本研究首次发现DHQ具有抗铁死亡的药理活性，证实了DHQ能够在体内、体外改善香烟烟雾所导致的铁死亡。此外，该研究还阐明了 Nrf2 在 DHQ对抗铁死亡过程中所发挥的重要作用。上述发现为慢阻肺治疗提供了全新理论依据，未来仍需临床试验进一步验证DHQ的应用价值。

        原文链接：https://doi.org/10.1016/j.phymed.2021.153894