視網膜色素上皮細胞(RPE)鐵死亡是年齡相關性黃斑變性(AMD)的主要病因之一 。 磷脂酰乙醇胺分子 (PE)發生脂質過氧化 是導致鐵死亡主要 原因【1,2】, 此外,磷脂酰乙醇胺 與 LC3-I 結合形成LC3-II是自噬體形成的關鍵步驟【3】。 因 此從理論上講,降低PE水平可減少脂質過氧化物的形成,同時抑制自噬, 減少游離鐵離子濃度, 抑制RPE細胞的鐵死亡。
近期,來自 同濟大學醫學院 附屬同濟醫院 的田海濱/徐國彤/呂立夏團隊 和畢燕龍團隊 在 Advanced Science 雜志上發表了文章 PHOSPHO1 suppresses ferroptosis in retinal pigment epithelial cells by reducing the levels of phosphatidylethanolamine molecular species 。通過脂質代謝及蛋白質組學分析等技術,闡明PHOSPHO1能夠減少PE合成的底物,降低RPE細胞中PE的含量,減少脂質過氧化物的產生,并同時抑制自噬及鐵自噬,減少游離鐵離子,抑制RPE細胞鐵死亡的分子機制。
該團隊首先比較了誘導性RPE細胞( iRPE )和誘導性多能干細胞來源的RPE細胞(iPSC-RPE)及脫分化的RPE細胞(De-iPSC-RPE)抵抗鐵死亡的能力,發現 iRPE 細胞具有更強的抵抗鐵死亡的能力。通過脂質代謝的分析,發現 iRPE 的內質網中PE分子的含量明顯降低 ,特別是含多不飽和脂肪酸的PE分子含量減少,從而在鐵死亡誘導劑的刺激下,產生的脂質過氧化物的量較少,表現出更強的抵抗鐵死亡的能力。
為了確定 iRPE 的內質網中PE分子的含量較低的原因,該團隊通過蛋白質譜技術發現PE代謝的關鍵酶PHOSPHO1在 iRPE 細胞中高表達,該酶可以水解磷酸乙醇胺,從而減少PE合成的底物。通過過表達及敲減技術,確定PHOSPHO1能夠減少細胞中PE的含量,并減少脂質過氧化物的產生,抑制RPE細胞鐵死亡。此外,該團隊還分析了PHOSPHO1對自噬的作用,發現PHOSPHO1能夠抑制自噬,特別是鐵自噬,減少游離鐵離子的水平,抑制ROS的產生,明確了抑制鐵自噬可以抑制鐵死亡。
為了進一步在 動物模型中 驗證PHOSPHO1降低PE含量抑制RPE細胞鐵死亡,該團隊采用玻璃體 腔 注射FAC的技術構建了RPE鐵死亡的模型大鼠,并通過慢病毒感染的技 術在大鼠RPE細胞中過表達PHOSPHO1,結果顯示,過表達PHOSPHO1能夠 提高 視網膜電生理反應,減少脂質過氧化物的產生,降低感光細胞的損失,發揮了視網膜保護作用。
綜上所述,該工作證實 降低 RPE細胞 內質網中PE水平, 可以減少 PE衍生的脂質過氧化。 且 抑制自噬和鐵自噬, 降低 細胞內游離鐵 離子 ,可以抑制RPE細胞鐵死亡 。 該 研究結果 明確 了 PHOSPHO1 可以 作為AMD潛在治療靶點,為基于鐵死亡的新型干預策略提供了 新的 思路 。
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202505359
制版人:十一
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