DHA与EPA通过破坏SLC7A11上调与PUFA-PL积累的平衡加剧缺氧诱导的胃肠黏膜铁死亡

本研究针对缺氧环境下胃肠黏膜屏障损伤的临床难题，揭示了n-3多不饱和脂肪酸DHA/EPA通过cAMP/PKA/ATF3通路上调SLC7A11表达，却在缺氧条件下因加剧PUFA-PLs积累而促进铁死亡的分子机制。研究人员结合体外细胞模型（NGEC/HIEC）和动物实验，证实DHA/EPA在常氧时抗铁死亡、缺氧时促铁死亡的双重作用，为高原、心肺疾病等缺氧人群的膳食补充提供重要警示。

　　

在高原旅行、慢性心肺疾病等缺氧状态下，胃肠黏膜损伤常表现为食欲减退、腹泻甚至隐性出血，但其分子机制尚未完全阐明。中日友好医院消化内科的研究团队前期发现，缺氧可通过上调ALOX5（花生四烯酸5-脂氧合酶）、NOX4（NADPH氧化酶4）和含多不饱和脂肪酸的磷脂（PUFA-PLs）诱发胃肠黏膜铁死亡（一种铁依赖性脂质过氧化导致的程序性细胞死亡）。而作为常见膳食补充剂的DHA（二十二碳六烯酸）和EPA（二十碳五烯酸）虽被证实具有抗炎、抗氧化等益处，但其在缺氧环境下的作用存在争议：它们既能通过上调胱氨酸/谷氨酸逆向转运体SLC7A11增强细胞抗氧化能力，又可能因富含不饱和双键而促进脂质过氧化。这种矛盾效应使得DHA/EPA在缺氧人群中的使用安全性成为亟待解决的临床问题。

研究人员通过体外常氧/缺氧（1% O₂）培养人正常胃上皮细胞（NGEC）和小肠上皮细胞（HIEC），结合C57BL/6J小鼠缺氧模型，采用CCK-8检测、透射电镜（TEM）、脂质组学、Western blot等技术，系统评估了DHA/EPA对铁死亡的影响。关键实验包括：通过抑制剂（Fer-1/Lip-1）验证铁死亡特异性；利用cAMP/PKA抑制剂H89和ATF3过表达质粒解析信号通路；采用ALOX5抑制剂Zileuton联合NOX4抑制剂GLX351322探讨氧化酶作用；通过脂质组学定量PCs、PEs等磷脂亚类。

Ferroptosis抑制剂挽救DHA/EPA加重的缺氧细胞死亡

缺氧条件下，50 μM DHA/EPA使NGEC和HIEC存活率显著降低（P<0.0001），死亡细胞比例增加2-3倍（P<0.001），而铁死亡抑制剂Fer-1/Lip-1可逆转此效应。透射电镜显示DHA/EPA处理组线粒体嵴消失、膜密度增高，4-HNE（4-羟基壬烯醛）和MDA（丙二醛）水平升高3倍以上（P<0.0001），证实铁死亡特征。

cAMP/PKA/ATF3通路介导SLC7A11上调

常氧时，DHA/EPA通过增加cAMP水平（P<0.01）激活PKA，抑制转录因子ATF3表达（P<0.001），从而解除ATF3对SLC7A11启动子的抑制，使其蛋白表达提升2倍（P<0.0001）。当用H89阻断PKA或过表达ATF3时，SLC7A11上调被显著抑制（P<0.01）。

缺氧协同DHA/EPA加剧PUFA-PLs积累

脂质组学揭示：缺氧使PI 38:6(16:0_22:6)、PE 38:6等含5-7双键的磷脂增加1.5-2倍（P<0.01），而DHA进一步使PI 40:6(18:0_22:6)、PS 40:6等DHA衍生磷脂增加3倍（P<0.001）。EPA则显著提升PC 36:5、PE 38:5等EPA衍生磷脂（P<0.01）。缺氧+DHA组总PUFA-PLs较单纯缺氧组高58%（P<0.0001）。

动物实验验证黏膜损伤加剧

缺氧小鼠口服50 mg/kg DHA/EPA后，胃和小肠组织LPO（脂质过氧化物）水平升高2倍（P<0.001），H&E染色显示黏膜脱落、隐窝缩短，TEM可见典型铁死亡线粒体。而Fer-1虽改善黏膜通透性（血清FITC-葡聚糖降低40%，P<0.01），但引起体重下降等副作用。

这项发表于《Journal of Lipid Research》的研究首次阐明：在常氧环境下，DHA/EPA通过cAMP/PKA/ATF3-SLC7A11轴抵抗自身诱导的脂质过氧化；而在缺氧时，ALOX5/NOX4介导的氧化应激与DHA/EPA驱动的PUFA-PLs过量积累产生协同效应，最终压倒SLC7A11的保护作用导致铁死亡。该发现为缺氧人群（如高原工作者、COPD患者）的n-3 PUFA补充提供重要警示，提示需根据氧环境个性化调整摄入策略。未来研究可探索ALOX5/NOX4抑制剂与DHA/EPA的联用方案，以平衡其促氧化与抗氧化效应。