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医药前沿│nature子刊:UHRF1通过 GPX4 和 FSP1 基因的表观遗传抑制介导铁死亡

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转自:百诚医药

肺纤维化(PF)作为间质性肺病(ILD)的终末期临床表型,经常在肺泡损伤后引发,铁死亡已被确定是加重该疾病的关键所在。在这篇文献中,科学家们全面研究了II型肺泡上皮细胞(AEC2)铁死亡在 PF 中的作用以及相关上游调控机制。

铁死亡在 PF 的发展过程中加剧 AEC2s 死亡

研究人员通过气管内滴注 SiO2 和博来霉素 (BLM) 成功建立两种肺纤维化模型,并使用铁死亡抑制剂 Ferrostatin-1 (Fer-1) 建立干预。α-SMA 染色和 Ashcroft 评分分析均显示 Fer-1 可以减轻 PF 的症状(图1A、B)。随着Fer-1 的治疗,纤维化指标和羟脯氨酸含量在 PF 模型的肺组织中也显著降低(图1C、D),铁积累也出现停滞(图1E)。

流式细胞术分析表明,erastin 诱导的铁死亡加剧了原代 AEC2 和 A549 的细胞死亡(图2A),抑制剂 Fer-1 或 DFO 可阻断 SiO2 刺激的铁死亡(图2B)。表明铁死亡可能在 PF 的发展过程中在 AEC2s 发挥作用。

UHRF1 作为沉默 GPX4 和 FSP1 基因的特定甲基化调节剂

研究发现,GPX4 和 FSP1 的 DNA 甲基化水平在受刺激的 AEC2 中升高,从而诱导铁死亡。而SiO2处理后 AEC2 中的 UHRF1 水平明显提高,并且敲除 UHRF1后,体外 DNMT1/UHRF1 相互作用受到破坏,抑制 DNA 甲基化,恢复了GPX4 和 FSP1 水平(图3A-D),同样逆转了AEC2 中的铁死亡。此外,在SiO2  刺激的 AEC2 中,UHRF1 通过将 DNMT1 募集到 Gpx4 和 Fsp1 基因来刺激 DNA 甲基化,以促进铁死亡(图3E、F)。

结论

上述结果表明 GPX4 和 FSP1 以启动子 DNA 甲基化依赖的方式调节 AEC2 铁死亡,确定 UHRF1 是铁死亡相关 DNA 甲基化的关键分子,并证明了载有 Uhrf1 siRNA 的脂质体可以在体内对肺纤维化发挥理想的治疗效果。这项研究对 PF 发病机制提供了重要见解,为其治疗提供了有希望的靶点和方法。

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参考资料:

[1] Liu, Y., Cheng, D., Wang, Y. et al. UHRF1-mediated ferroptosis promotes pulmonary fibrosis via epigenetic repression of GPX4 and FSP1 genes. Cell Death Dis 13, 1070 (2022). https://doi.org/10.1038/s41419-022-05515-z

[2] 百度健康医典、百度百科、中国医药信息查询平台

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