去铁素可通过调节铁蛋白吞噬改善顺铂诱导的周围神经毒性

　　

铁螯合剂去铁酮改善顺铂诱导的周围神经毒性研究解读

开罗大学医学院医学生理学系的 Hanan Seddiek、Mira Hanna 等研究人员在Scientific Reports期刊上发表了题为 “Deferiprone ameliorates cisplatin-induced peripheral neurotoxicity via ferritinophagy adjustment” 的论文。该研究揭示了去铁酮（Deferiprone）可通过调节铁蛋白 ophagy 通路改善顺铂诱导的周围神经毒性，为减轻癌症化疗过程中顺铂神经毒性提供了新的策略和理论依据，有助于提高癌症患者的生活质量，在肿瘤治疗和神经保护领域具有重要意义。

一、研究背景

顺铂是一种广泛应用于多种恶性肿瘤治疗的铂类化疗药物，然而，其严重的副作用限制了临床使用，尤其是神经毒性，在 30 - 50% 的患者中出现，表现为慢性周围感觉神经病变 。顺铂诱导神经毒性的机制复杂，除了诱导氧化应激、DNA 损伤和细胞凋亡外，还可能与铁蛋白 ophagy 介导的铁死亡（ferroptosis）有关。铁死亡是一种非凋亡性的铁依赖性细胞死亡方式，顺铂可通过诱导铁蛋白 ophagy，使细胞内游离铁水平升高，进而引发铁死亡 。因此，调节铁代谢和铁死亡途径可能成为减轻顺铂神经毒性的潜在策略。

去铁酮是一种口服生物利用度高且能透过血脑屏障的铁螯合剂，已在治疗铁过载疾病方面得到应用，其在中枢神经系统疾病如帕金森病中的作用也有研究。基于此，本研究旨在探讨去铁酮是否能通过调节铁蛋白 ophagy 通路减轻顺铂诱导的周围神经毒性。

二、研究材料与方法

（一）实验动物

选用 24 只雄性 Wistar 大鼠，购自国家研究中心动物房，平均体重 200g ± 20g。实验动物饲养于标准环境中，温度（23 ± 2°C），光照周期 12:12h，自由摄食和饮水。所有实验程序均经开罗大学动物伦理委员会批准（批准号：CU III F 14 20）。

（二）实验设计

将大鼠随机分为四组，每组 6 只：

1. 对照组（Cont. group）：给予去铁酮载体（吐温 80 和蒸馏水）口服灌胃 10 天，并在第 4、5、6 天注射生理盐水。
2. 去铁酮治疗组（Def treated group）：口服灌胃去铁酮（200mg/kg）10 天。
3. 顺铂治疗组（Cis treated group）：在口服灌胃载体 10 天的第 4、5、6 天，腹腔注射顺铂（2mg/kg）。
4. 顺铂 + 去铁酮治疗组（Cis + Def group）：口服灌胃去铁酮（200mg/kg）10 天，在第 4、5、6 天腹腔注射顺铂（2mg/kg） 。

（三）药物剂量

顺铂（1mg/ml 无菌浓缩液，Mylan Co.），以 2mg/kg 的剂量连续 3 天（实验第 4、5、6 天）腹腔注射；去铁酮（Ferriprox Apotex Inc.），500mg 薄膜包衣片，整个实验 10 天内以 200mg/kg 的剂量口服灌胃。

（四）检测指标与方法

1. 生理功能评估：通过胶带接触和去除试验、甩尾试验、热板试验、冷痛觉过敏试验、转棒试验和神经传导速度试验，分别评估大鼠的感觉运动神经功能、疼痛阈值、对热刺激的敏感性、对冷刺激的敏感性、平衡和协调能力以及神经传导速度。
2. 生化评估：处死大鼠后，取神经组织，检测脂质过氧化产物丙二醛（MDA）含量和细胞抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）含量，同时采用定量实时 PCR 分析细胞抗氧化相关基因（GPX4、SLC7A11）和铁蛋白 ophagy 相关基因（NCOA4、IREB2、FTH1）的 mRNA 表达水平。
3. 组织病理学和免疫组化评估：对神经组织进行苏木精 - 伊红（H&E）染色、银染色和免疫组化染色（S100、PCNA），观察神经纤维形态、神经原纤维数量、施万细胞（Schwann cells）数量和增殖情况。

（五）技术路线

本研究首先构建大鼠模型，将大鼠分组并给予相应处理。实验结束后，先进行生理功能评估实验，再对大鼠进行麻醉、处死并解剖坐骨神经。随后对神经组织依次进行生化评估、定量实时 PCR 分析、组织病理学和免疫组化评估，最后对获得的数据进行统计分析，探究去铁酮对顺铂诱导的周围神经毒性的影响及潜在机制。

三、研究结果

（一）去铁酮改善顺铂诱导的神经生理功能障碍

1. 胶带接触和去除试验：顺铂处理组大鼠胶带接触和去除时间显著延长，而去铁酮 + 顺铂处理组大鼠该时间显著缩短，虽胶带接触时间仍长于对照组，但胶带去除时间与对照组无显著差异。这表明去铁酮在顺铂给药前开始使用，可改善顺铂诱导的感觉运动神经功能障碍。
2. 甩尾试验、热板试验和冷痛觉过敏试验：顺铂处理组大鼠在这些试验中反应潜伏期显著延长，而去铁酮 + 顺铂处理组大鼠潜伏期明显缩短，与对照组无显著差异。说明去铁酮能改善顺铂导致的疼痛敏感性降低，使神经对疼痛刺激的反应恢复正常。
3. 转棒试验：虽各组间无显著差异，但顺铂处理组大鼠在转棒上停留时间缩短，而去铁酮 + 顺铂处理组停留时间延长，提示去铁酮对顺铂引起的平衡和协调能力下降有一定改善作用。
4. 神经传导速度试验：顺铂处理组大鼠坐骨神经感觉和运动神经传导速度显著降低，而去铁酮 + 顺铂处理组显著提高，与对照组无显著差异。表明去铁酮可有效改善顺铂诱导的神经传导速度下降 。

（二）去铁酮调节神经组织的氧化应激和抗氧化系统

1. MDA 含量：顺铂处理组大鼠神经组织 MDA 含量显著增加，而去铁酮 + 顺铂处理组显著降低，但仍高于对照组。说明去铁酮可减轻顺铂诱导的脂质过氧化，但不能完全恢复至正常水平。
2. GSH 含量和相关基因表达：顺铂处理组大鼠神经组织 GSH 含量显著降低，GPX4 和 SLC7A11 基因表达下调；去铁酮 + 顺铂处理组 GSH 含量显著增加，GPX4 和 SLC7A11 基因表达上调，且与对照组无显著差异。表明去铁酮可调节抗氧化系统，增强抗氧化能力，抑制铁死亡 。

（三）去铁酮调节铁蛋白 ophagy 相关基因表达

1. 铁蛋白 ophagy 诱导基因：顺铂处理组大鼠神经组织 NCOA4 和 IREB2 基因表达显著上调，而去铁酮 + 顺铂处理组显著下调，其中 IREB2 基因表达恢复至对照组水平，NCOA4 基因表达仍与对照组有差异。说明去铁酮可抑制顺铂诱导的铁蛋白 ophagy 诱导基因表达 。
2. 铁蛋白 ophagy 抑制基因：顺铂处理组大鼠神经组织 FTH1 基因表达显著下调，而去铁酮 + 顺铂处理组显著上调，与对照组无显著差异。表明去铁酮可上调铁蛋白 ophagy 抑制基因表达，抑制铁蛋白 ophagy 过程。

（四）去铁酮改善神经组织的组织病理学和免疫组化特征

1. H&E 染色结果：对照组和去铁酮组神经纤维束形态正常，顺铂组神经纤维束异常，有充血血管、凋亡的施万细胞和较少的髓鞘化神经纤维；去铁酮 + 顺铂组神经纤维束形态接近正常，有较多的髓鞘化和正在髓鞘化的神经纤维以及施万细胞。
2. 免疫组化染色结果：银染色显示对照组和去铁酮组神经纤维中有较多神经原纤维，顺铂组较少，去铁酮 + 顺铂组增多；S100 和 PCNA 免疫染色显示，顺铂组阳性施万细胞和施万细胞核数量减少，而去铁酮 + 顺铂组显著增加。形态计量分析表明，去铁酮 + 顺铂组髓鞘化神经纤维数量、神经原纤维面积、S100 阳性施万细胞面积和 PCNA 阳性施万细胞核面积均显著增加 。

四、研究结论与讨论

本研究表明，去铁酮联合顺铂给药可显著改善顺铂诱导的大鼠周围神经病变。其神经保护作用主要通过调节铁蛋白 ophagy 通路实现，去铁酮下调铁蛋白 ophagy 诱导剂（NCOA4、IREB2），上调抑制剂（FTH1、GPX4、SLC7A11），减少铁依赖性脂质过氧化，改善谷胱甘肽抗氧化系统功能 。在生理功能方面，联合治疗提高了感觉和运动神经反应，增强了神经传导速度；在组织学上，促进了神经纤维的髓鞘化，减少了施万细胞凋亡，保护了神经丝的完整性。

顺铂的神经毒性严重影响患者生活质量，尽管其诱导的氧化应激被认为是神经毒性的基础，但抗氧化剂未能有效解决这一问题。本研究发现铁蛋白 ophagy 和铁死亡在顺铂神经毒性中起重要作用，为该领域研究提供了新方向。去铁酮作为铁螯合剂，在改善顺铂神经毒性方面展现出潜力，此前其对周围神经的作用在文献中报道较少，本研究补充了这一空白 。

然而，本研究存在一定局限性，仅使用了一种剂量的顺铂和去铁酮，后续研究可进一步探索不同剂量和给药方式的影响。未来研究应优化给药方案，探究去铁酮与顺铂联合使用对肿瘤治疗效果的影响，评估其在不同癌症类型和阶段的疗效，并将研究成果转化到临床应用中，关注联合治疗的长期效果 。总之，本研究为改善癌症患者接受顺铂治疗时的生活质量提供了新策略，强调了调节铁稳态和铁蛋白 ophagy 在预防化疗诱导的周围神经病变中的重要性。