铁蛋白1通过FTH1信号通路调控铁死亡影响卵母细胞成熟的机制研究

本研究揭示了铁死亡抑制剂Ferrostatin-1（FER-1）通过调控铁蛋白重链1（FTH1）信号通路，有效改善铁过载诱导的猪卵母细胞铁死亡现象。研究发现FER-1能显著提高体外成熟卵母细胞的成熟率、线粒体膜电位（MMP）和胚胎发育能力，同时降低Fe2+水平和氧化应激，为哺乳动物辅助生殖技术提供了重要理论依据。

　　

Highlight

铁是动物体内必需的微量元素，作为关键辅因子参与氧运输、能量代谢等生理过程。在异常生理状态下，卵泡液中可能出现铁过载，通过Fenton反应产生高活性羟自由基（·OH），攻击卵母细胞中的脂质、蛋白质和DNA，导致氧化损伤、线粒体功能异常，最终引发铁死亡（ferroptosis），损害卵母细胞成熟和受精能力。

In vitro maturation of porcine oocytes

实验所用猪卵巢采自吉林省吉林市振兴屠宰场。选取直径3-6mm的卵泡，使用15mL注射器吸取卵泡液，筛选具有三层以上卵丘细胞的卵丘-卵母细胞复合体进行体外培养。

Effect of FER-1 on Fe²⁺ in matured porcine oocytes

如图1所示，FAC处理组成熟猪卵母细胞中的Fe²⁺水平显著高于对照组、FER-1组和FAC+FER-1组（P < 0.01）。FER-1组与对照组无显著差异，而FAC+FER-1组的Fe²⁺水平显著低于FAC组（P < 0.05），但仍高于对照组和FER-1组（P < 0.05）。

Effect of FER-1 on FTH1 protein expression in mature porcine oocytes

FER-1处理显著提高了成熟猪卵母细胞中FTH1蛋白表达水平，表明FER-1可能通过上调FTH1表达来维持细胞内铁稳态。

Discussion

铁在维持动物正常生理活动中至关重要。铁缺乏会导致缺铁性贫血等疾病，而铁过载则会引发铁死亡。在衰老小鼠中，Fe²⁺会在卵巢间质组织中积累，通过Fenton反应产生活性氧（ROS），导致卵母细胞质量下降。我们的研究表明，FER-1通过FTH1信号通路调控铁死亡相关基因表达，包括显著上调SLC7A11、FTH1和GPX4 mRNA水平（P < 0.05），同时下调ACSL4表达（P < 0.05）。

Conclusion

本研究提示FER-1可能通过FTH1信号通路调控铁死亡，影响猪卵母细胞体外成熟率、Fe²⁺水平、ROS活性、线粒体分布、铁死亡相关基因表达及后续胚胎发育。这些发现为深入理解成熟卵母细胞铁死亡的分子机制提供了重要依据，对发展哺乳动物辅助生殖技术具有重要价值。