Fraxinellone 介导的成纤维细胞铁死亡:抑制肥厚性瘢痕形成的新策略

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:Biology Direct 5.7

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  为解决肥厚性瘢痕(HS)治疗难题,研究人员开展了关于 fraxinellone(FRA)对 HS 作用的研究。结果发现 FRA 可诱导成纤维细胞铁死亡,抑制 HS 形成。这为 HS 治疗提供了新的潜在方案,有望改善患者生活质量。

  在日常生活中,皮肤受伤后若愈合不当,就可能出现肥厚性瘢痕(Hypertrophic Scar,HS)。它不仅影响美观,还会带来皮肤功能障碍,让患者承受身体和心理的双重折磨。目前的治疗手段,像手术切除、注射皮质类固醇、压力和激光治疗等,都存在高复发率和有限疗效的问题,无法满足临床需求。在这样的背景下,探索新的治疗方法迫在眉睫。
上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究人员开展了一项研究,该研究成果发表在《Biology Direct》上。研究发现,Fraxinellone(FRA)能够诱导成纤维细胞发生铁死亡(ferroptosis),进而抑制肥厚性瘢痕的形成,这为肥厚性瘢痕的治疗带来了新的希望。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。细胞实验方面,通过细胞计数试剂盒 - 8(CCK - 8)、5 - 乙炔基 - 2` - 脱氧尿苷(EdU)增殖、伤口愈合、Transwell 等实验,评估 FRA 对人肥厚性瘢痕来源的成纤维细胞(HSFs)增殖和迁移能力的影响。分子生物学实验中,利用定量实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT - PCR)、蛋白质免疫印迹(Western blot,WB)、免疫荧光染色等技术,检测相关基因和蛋白的表达水平。此外,还采用牛津纳米孔技术长读长 RNA 测序(ONT long - read RNA - seq)来揭示细胞内的基因变化,以及构建兔耳瘢痕模型进行体内实验验证。
下面来看具体的研究结果:
  • FRA 抑制 HSFs 体外增殖和迁移:CCK - 8 实验显示 FRA 抑制 HSFs 生长,且呈剂量和时间依赖性,对正常皮肤来源的成纤维细胞(NDFs)增殖影响较小。EdU 增殖实验表明随着 FRA 剂量增加,EdU 阳性细胞百分比显著下降。伤口愈合和 Transwell 实验也证实 FRA 能明显抑制 HSFs 的迁移。
  • FRA 影响 HSFs 体外胶原代谢和激活:FRA 下调 COL1A1、COL1A2 和 COL3A1 的 mRNA 表达,降低 COL 1 和 COL 3 的蛋白水平。同时,FRA 还调节基质金属蛋白酶(MMPs)及其抑制剂(TIMPs)的表达,抑制转化生长因子 - β1(TGF - β1)诱导的 α - 平滑肌肌动蛋白(α - SMA)表达增加,减弱 TGF - β1 诱导的 HSFs 收缩,表明 FRA 可影响 HSFs 的胶原代谢并抑制其激活。
  • FRA 激活 HSFs 中的铁死亡:ONT long - read RNA - seq 分析发现,FRA 处理后的 HSFs 中,差异表达基因(DEGs)富集在 TGF - β 信号通路、Hippo 信号通路、细胞外基质(ECM) - 受体相互作用以及铁死亡相关通路。进一步实验验证了 FRA 可降低谷胱甘肽过氧化物酶 4(GPX4)蛋白水平,加速亚铁离子过载,促进脂质过氧化物和活性氧(ROS)积累,破坏线粒体结构和功能,从而诱导 HSFs 发生铁死亡。
  • CTSB 是 FRA 诱导 HSFs 铁死亡的关键基因:通过 ONT long - read RNA - seq 识别转录本,发现 FRA 处理后,CTSB 转录本表达上调。分子对接研究表明 FRA 可与 CTSB 结合,促进其从溶酶体泄漏。后续实验证实,CTSB 可通过亚精胺 / 精胺 - N1 - 乙酰转移酶(SAT1)介导的脂质过氧化和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路激活诱导铁死亡。
  • FRA 通过铁死亡减轻体内 HS 形成:在兔耳 HS 模型中,FRA 处理可使瘢痕表面更平滑、颜色更浅,减少瘢痕组织厚度和胶原沉积。免疫组化结果显示,FRA 降低了 Ki - 67 阳性细胞数量、α - SMA 和 GPX4 表达水平,增加了 CTSB 表达,且这些效果可被铁死亡抑制剂 Fer - 1 逆转,表明 FRA 的治疗效果归因于 CTSB 介导的成纤维细胞铁死亡。
  • CTSB 抑制减弱 FRA 对 HSFs 铁死亡的影响:使用 CTSB 特异性抑制剂 CA - 074 - me 处理后,FRA 诱导的 CTSB 从溶酶体泄漏、脂质过氧化、线粒体损伤和 MAPK 信号通路激活等效应均被逆转,同时 FRA 的抗纤维化作用也被削弱,说明 CTSB 在 FRA 诱导的 HSFs 铁死亡和抗纤维化过程中起重要作用。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次证实 FRA 可通过诱导 HSFs 发生铁死亡来影响其胶原代谢等行为,进而抑制肥厚性瘢痕的形成。这一发现揭示了 FRA 抗纤维化的新机制,为肥厚性瘢痕的治疗提供了潜在的新型治疗药物和策略。不过,研究也存在一些局限性,如 CTSB 和 FRA 的具体靶点尚未明确,CTSB 与其他铁死亡生物标志物的相互作用也有待进一步研究。未来,研究人员将聚焦这些问题,进一步探索 FRA 的临床应用价值,有望为肥厚性瘢痕患者带来更有效的治疗方案。
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