内生真菌Ophiobolus cirsii LZU-1509中新型聚酮类铁死亡抑制剂的发现及其在缺血性脑卒中治疗中的潜力

本研究针对缺血性脑卒中中铁死亡（ferroptosis）的病理机制，从内生真菌Ophiobolus cirsii LZU-1509中筛选出40种聚酮类化合物，首次发现化合物15通过激活Nrf2/ARE通路显著抑制铁死亡，并兼具抗神经炎症作用。该研究为开发多靶点抗脑卒中药物提供了新策略，发表于《Bioorganic Chemistry》。

　　

缺血性脑卒中作为全球致残致死的主要病因，其病理机制涉及铁死亡（ferroptosis）、氧化应激和神经炎症等多重因素。铁死亡是一种铁依赖性细胞死亡形式，以脂质过氧化为特征，核因子E2相关因子2（Nrf2）作为关键调控因子，通过激活抗氧化反应元件（ARE）调控下游细胞保护基因的表达。尽管已有研究证实Nrf2通路在脑卒中中的保护作用，但针对该通路的特异性药物仍显不足。同时，天然产物因其结构多样性和多靶点特性，成为药物开发的重要来源，但聚酮类化合物在脑卒中治疗中的潜力尚未充分挖掘。

兰州大学的研究团队从中国特有药用植物乳白香青（Anaphalis lactea）的内生真菌Ophiobolus cirsii LZU-1509中分离出40种聚酮类化合物（包括27种新结构和13种已知化合物），通过RSL3诱导的铁死亡细胞模型和H₂O₂诱导的氧化损伤模型进行筛选，发现化合物15表现出显著的铁死亡抑制和神经保护活性。进一步机制研究表明，化合物15通过促进Nrf2核转位，上调血红素加氧酶1（HO-1）、谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）、xCT（SLC7A11）等细胞保护基因的表达。此外，化合物15在脂多糖（LPS）诱导的BV2小胶质细胞中显示出抗神经炎症作用，并能改善斑马鱼缺血/再灌注模型的行为缺陷。

关键技术方法
研究采用多学科交叉策略：1）从Ophiobolus cirsii LZU-1509发酵液中提取并纯化聚酮类化合物；2）通过RSL3和erastin诱导的铁死亡细胞模型及H₂O₂氧化损伤模型进行活性筛选；3）利用荧光素酶报告基因检测Nrf2转录活性；4）采用qPCR和Western blot分析下游靶基因表达；5）通过LPS刺激BV2细胞评估抗炎效应；6）建立斑马鱼缺血/再灌注模型验证体内神经保护作用。

研究结果

1. 提取与分离：从真菌发酵液中获得40种聚酮类化合物，其中化合物15具有独特的环醚-芳香环结构。
2. 铁死亡抑制活性：化合物15在RSL3诱导的HT22细胞中显著提高细胞存活率（82.3%），降低脂质过氧化产物MDA水平（47.8%）。
3. Nrf2通路激活：化合物15促进Nrf2核转位，使ARE报告基因活性提升6.2倍，并上调HO-1、GPX4、xCT等基因表达。
4. 抗神经炎症：在LPS刺激的BV2细胞中，化合物15抑制TNF-α、IL-6等促炎因子释放，降低NO产量（61.4%）。
5. 体内验证：在斑马鱼模型中，化合物15改善缺血/再灌注引起的运动障碍，恢复平均游速（提高58.7%）和转向能力。

结论与意义
该研究首次报道了聚酮类化合物15作为新型Nrf2依赖性铁死亡抑制剂，通过多靶点作用（抗氧化、抗炎、铁死亡抑制）缓解缺血性脑卒中损伤。其独特机制包括：1）结构性激活Nrf2/ARE通路；2）双重调控GPX4-GSH和xCT-cystine轴；3）协同抑制神经炎症。这一发现不仅拓展了聚酮类化合物的药用价值，也为开发基于天然产物的脑卒中治疗策略提供了先导化合物。研究由兰州大学团队完成，发表于《Bioorganic Chemistry》，得到国家自然科学基金（22277044等）和甘肃省科技计划（20JR5RA311）的支持。