文章信息
- 程思琪, 张乐融, 李佳穆, 等.
- CHENG Siqi, ZHANG Lerong, LI Jiamu, et al.
- 中草药干预铁死亡:糖尿病微血管并发症新策略
- Chinese herbal medicine intervention in ferroptosis: A novel therapeutic strategy for diabetic microvascular complications
- 天津中医药, 2026, 43(8): 1071-1079
- Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2026, 43(8): 1071-1079
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2026.08.16
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文章历史
- 收稿日期: 2026-04-03
2. 中医国家临床医学研究中心,天津 300381
糖尿病(DM)是全球高发的慢性代谢性疾病。2021年全球约有5.37亿成年人患病,预计到2045年将上升至7.83亿 [1]。其微血管并发症是DM患者致残和死亡的主要原因,主要包括糖尿病肾病(DKD)、糖尿病视网膜病变(DR)和糖尿病周围神经病变(DPN)。2020年全球DR总患病人数达1.03亿,预计2045年将增加至1.61亿 [2-3]。DKD是终末期肾病的主要病因,截至2021年全球患者已超过1.07亿 [4],预计到2050年相关死亡人数将超过9.548亿 [5]。此外,近50%的DM患者会出现神经病变 [6]。DM相关微血管病变严重威胁患者的生命健康,因此,探索有效防治糖尿病微血管病变共同致病靶点是改善患者生存质量与预期寿命的重要途径。
铁死亡是一种铁依赖性、非凋亡形式的程序性细胞死亡 [7],主要特征包括铁代谢异常及氧化应激反应。机制涉及铁离子积累、谷胱甘肽(GSH)减少、谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性下降以及芬顿(Fenton)反应引发的氧化损伤等 [8]。铁死亡早期研究多集中于神经退行性疾病与肿瘤领域,近年来逐渐被证实参与糖尿病及其并发症的发展进程 [9]。铁死亡通过铁积累和脂质过氧化产物的增加,参与DKD中肾小管和肾小球的损伤并破坏肾脏结构 [10]。在DR中,高血糖诱导的视网膜内皮细胞和视网膜色素上皮细胞铁死亡,是导致视网膜血管渗漏和神经退行性变的核心环节 [11]。此外,铁死亡通过促进周围神经元和施旺细胞(SCs)死亡加剧DPN神经功能损伤 [12]。值得注意的是,针对铁死亡的治疗策略已在临床前研究中展现出潜力。以Deferasirox为代表的铁螯合剂和脂质过氧化抑制剂Ferrostatin-1均在临床前研究中显示出治疗潜力 [13-14]。这些研究提示,靶向铁死亡有望为糖尿病微血管并发症防治提供新策略。
已有大量研究表明,中草药中多种活性分子能够干预糖尿病并发症中的铁死亡过程。例如六味地黄汤可通过调节铁代谢与氧化还原系统改善糖尿病骨骼肌萎缩 [15],姜黄素则能通过促进核因子E2相关因子2(Nrf2)核转移及上调GPX4表达来抑制高糖诱导的心肌细胞铁死亡 [16]。中草药多组分、多靶点的作用特性,与铁死亡所涉及的复杂网络调控机制具有契合性,这使得中草药在干预铁死亡方面具备独特优势,显示出广阔的研究与应用前景。然而,目前尚缺乏聚焦于中草药干预、铁死亡机制与糖尿病微血管病变三者关联的系统性综述,这一空白限制了对糖尿病微血管病变共病防治中新药研发的潜力。为此,本文系统梳理了铁死亡在糖尿病微血管病变中的关键作用,并深入探讨了中草药及其活性成分干预该病理进程的潜在机制。
1 铁死亡:糖尿病微血管并发症共同机制 1.1 铁死亡核心机制铁死亡是一种铁依赖性、脂质过氧化驱动的细胞死亡形式。其核心机制包括细胞内铁过载、脂质过氧化以及抗氧化防御功能障碍 [17]( 图 1)。铁代谢失衡引起的铁过载是铁死亡的初始环节。高糖环境下转铁蛋白受体1(TFR1)表达上调,导致细胞对转铁蛋白结合的三价铁(Fe3+)的摄取增多 [18]。摄入的Fe3+在体内被前列腺六次跨膜上皮抗原3(STEAP3)还原为二价铁(Fe2+),并通过二价金属离子转运蛋白1(DMT1)进入胞质不稳定铁池(LIP)。铁储存蛋白铁蛋白重链1(FTH1)和铁蛋白轻链(FTL)在高糖环境中表达下调,迫使储存铁释放 [19]。此外,高糖会抑制唯一已知的铁外排蛋白膜铁转运蛋白(FPN)的表达及活性,阻碍细胞内铁的有效排出 [20]。
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| 注:Cys,半胱氨酸;Cys2,胱氨酸;DMT1,二价金属转运蛋白1;Fenton Reaction,芬顿反应;Ferroptosis,铁死亡;FPN,铁转运蛋白;GPX4,谷胱甘肽过氧化物酶4;GSH,谷胱甘肽;LIP,不稳定铁池;NADPH,还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸;PUFAs-OH,多不饱和脂肪酸羟基衍生物;PUFAs-OOH,多不饱和脂肪酸过氧化物;ROS,活性氧;STEAP3,前列腺六跨膜上皮抗原3;System Xc-,系统Xc-;TFR,转铁蛋白受体。 图 1 细胞铁死亡分子机制 Fig. 1 Molecular mechanism underlying ferroptosis in mammalian cells |
多重通路导致细胞内游离Fe2+大量积聚,过量Fe2+通过芬顿(Fenton)反应催化生成高反应性羟自由基(·OH),生成活性氧(ROS)并引发脂质过氧化 [21]。ROS攻击细胞膜上的多不饱和脂肪酸(PUFA)[22],破坏细胞膜结构并生成过氧化脂质(LOOH)。此外,高糖特异性上调长链酰基辅酶A合酶4(ACSL4)的表达,ACSL4激活并酯化PUFA,将其整合入膜磷脂中,持续为脂质过氧化提供底物。溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶3(LPCAT3)则参与磷脂重塑,其表达升高增加了膜对过氧化的敏感性 [23]。
值得注意的是,高糖削弱了细胞固有的抗氧化防御体系。高糖环境促使细胞能量代谢偏向糖酵解,减少葡萄糖进入戊糖磷酸途径(PPP)的通量,导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)生成减少 [24]。NADPH是维持GSH还原态和再生能力的关键辅因子。而GPX4以GSH为还原剂,将LOOH还原为无害的脂质醇(L-OH),是抑制铁死亡的核心分子。NADPH匮乏直接影响GSH含量,进而抑制GPX4的活性 [25]。GPX4失活导致脂质过氧化物大量积累,最终引发细胞铁死亡 [26]。此外,高糖也可能抑制胱氨酸/谷氨酸逆向转运体系统Xc-(System Xc-)功能,该系统负责将胞外半胱氨酸(Cys2)交换至胞内并用于合成GSH,其功能受损将进一步加剧GSH耗竭 [27]。Nrf2则通过调控抗氧化基因维持氧化还原平衡,高糖环境下其表达抑制进一步加剧脂质过氧化 [28]。
此外,铁死亡抑制蛋白1(FSP1)/辅酶Q10(CoQ10)通路是近年来发现的一条独立于System Xc-的铁死亡防御途径。FSP1作为定位于细胞膜上的泛醌氧化还原酶,能够利用NADH将CoQ10还原为还原型泛醇(CoQ10H2)[29]。CoQ10H2是一种强效脂溶性自由基捕获剂,可直接在细胞膜中清除脂质自由基,从而抑制脂质过氧化,阻断铁死亡进程。这提示FSP1可能成为铁死亡的潜在治疗靶点。然而,目前关于高糖环境如何直接调控FSP1表达或活性的研究尚不充分,其具体分子机制尚需进一步深入探究。
1.2 铁死亡的靶器官特异性铁死亡机制为理解DM微血管共同病变提供了病理依据。然而,不同靶器官中细胞类型及组织微环境的异质性,导致了病理表现与临床结局的差异。DR中的铁死亡主要发生于血-视网膜屏障(BRB)及视网膜色素上皮细胞(RPE)内,BRB由视网膜血管内皮细胞(RECs)和周细胞共同构成。视网膜细胞具有高耗氧及富含PUFAs的特点,显著增加了在铁死亡进程中脂质过氧化的风险 [30]。肾脏中肾小管上皮细胞(RTECs)、足细胞及肾小球内皮细胞(GECs)均易受铁死亡的影响。RTECs因其线粒体含量丰富、代谢率高,被认为是肾脏内最易受氧化应激损伤的细胞之一。这使其更易受到抗氧化系统及脂质过氧化的影响 [31]。GECs和足细胞则是肾小球滤过屏障(GFB)的重要组成部分,脂质过氧化直接破坏GFB的完整性,导致蛋白尿的发生 [32]。DPN中的铁死亡主要发生在SCs和神经元中。神经元富含脂质和铁,使其成为铁死亡的易感目标。高糖诱导的脂质过氧化和铁代谢紊乱直接损伤神经元和支持其功能的SCs,进而引发髓鞘破坏和神经功能障碍的发生 [33]。
此外,铁死亡也发生在其他非传统靶器官中。铁死亡在高血糖条件下通过心肌铁积累和脂质代谢异常导致心肌细胞死亡。进一步诱发心肌纤维化和功能衰竭,直接促进糖尿病心肌病(DCM)的进展。糖尿病足溃疡(DFU)中,铁死亡则在高血糖条件下通过内皮细胞功能障碍和游离铁过度积累,导致伤口愈合延迟和溃疡形成 [34-35]。
2 中草药:靶向铁死亡治疗新策略文章基于现有文献证据,对不同铁死亡相关通路下中草药干预铁死亡的研究现状,按照中药单体、中药单药及中药复方的逻辑顺序进行分层论述,以期更加系统地呈现不同类型中草药在靶向铁死亡干预糖尿病微血管并发症中的研究证据与特点。
2.1 Nrf2信号通路Nrf2属于碱性亮氨酸拉链转录因子家族。在氧化应激条件下,Nrf2转运至细胞核,与肌腱膜纤维肉瘤蛋白(Maf)形成二聚体并结合至抗氧化反应元件(ARE),从而启动包括血红素加氧酶1(HO-1)在内的众多抗氧化与细胞保护基因的表达。HO-1催化血红素降解为胆绿素、一氧化碳和游离铁,其产物具有抗氧化、抗炎及细胞保护作用。因此,调控Nrf2/HO-1通路成为中草药及其活性成分抑制脂质过氧化、干预铁死亡的重要机制之一。
中药单体中,小檗碱通过激活Nrf2/HO-1/GPX4信号轴,在高糖(HG)诱导人类视网膜微血管内皮细胞(HRMECs)中逆转GPX4和FSP1的下调并抑制ACSL4水平,减少了细胞内ROS、丙二醛(MDA)和Fe2+积累,通过抑制脂质过氧化和铁浓度抑制铁死亡的发生 [36]。此外,大黄素和小檗碱均可通过激活Nrf2介导的抗氧化通路,上调GPX4、溶质载体家族7成员11(SLC7A11)水平抑制铁沉积和ROS产生,改善DKD大鼠肾损伤 [37-38]。纳米技术的发展提升了中草药活性成分的生物利用度。近期研究表明绞股蓝苷A纳米颗粒(GPA-NP)通过更高效的递送系统,在HG暴露的HRMECs及DR小鼠模型中激活Nrf2/HO-1/GPX4通路,从而抑制视网膜细胞氧化应激、炎症及铁死亡,且效果优于游离绞股蓝苷A(GPA)[39]。龙血素(DP)则通过激活Nrf2降低ROS和脂质过氧化抑制铁死亡,这提升了HG诱导的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)存活率。体外研究进一步发现其以剂量依赖方式加速DFU大鼠伤口愈合 [40]。白藜芦醇则通过调控Nrf2/GPX4/前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2)通路,在DR大鼠及HG诱导的视网膜穆勒细胞(RMCs)中降低细胞Fe2+、MDA和PTGS2,提升GSH、Nrf2和GPX4水平,通过抑制铁死亡改善视网膜神经功能和线粒体形态 [41]。Nrf2/ARE通路是Nrf2发挥抗氧化作用的另一途径。苦杏仁苷通过激活上述通路,在HG刺激的人视网膜内皮细胞(HREC)中促进提升细胞GSH、GPX4和SOD水平并降低MDA、ROS和Fe2+,通过改善铁代谢及抗氧化功能抑制细胞铁死亡 [42]。此外,中草药可通过调控Nrf2的上游因子,间接影响Nrf2表达的作用。如黄芪甲苷(AS-Ⅳ)靶向微小RNA-138-5p(miR-138-5p)/沉默信息调节因子2相关酶1(Sirt1)/Nrf2通路,在HG诱导的ARPE-19细胞中提升Sirt1、Nrf2及其下游基因GPX4、谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)的表达水平,通过改善脂质过氧化及氧化防御功能抑制细胞铁死亡 [43]。栀子苷则通过激活海马组织内的Sirt1/Nrf2/HO-1/GPX4通路,降低MDA、Fe2+及促炎因子水平,进而对糖尿病并发抑郁症大鼠神经起保护作用 [44]。雷公藤内酯则通过激活Nrf2通路,上调GPX4、FTH-1和SLC7A11表达,通过改善细胞铁代谢及抗氧化防御抑制铁死亡。这一过程稳定了肾小球足细胞骨架,并显著减少DKD小鼠蛋白尿 [45]。
部分中药单药可通过激活Nrf2直接上调GPX4,恢复细胞的抗氧化防御能力。如翻白草(Potentilla Discolor Bunge)在AGEs损伤的人肾小管上皮(HK-2)细胞中激活Nrf2/HO-1通路,通过上调GPX4和SlC7A11减轻细胞脂质过氧化,并在体内实验中被证实减轻了DKD大鼠的肾脏病理损伤 [46]。
中药复方如参芪地黄汤亦通过激活Nrf2/HO-1/GPX4通路改善HG诱导的HK-2细胞线粒体形态,并同样通过降低细胞Fe2+和MDA水平,提高GSH水平以抑制铁死亡 [47]。疮灵液通过激活Nrf2/SLC7A11/GPX4信号通路,提高了DFU小鼠创面愈合率降低了血清炎症因子和MDA水平,恢复了SOD活性和GSH含量。体外实验进一步证实,疮灵液上调HG诱导的HUVEC细胞中Nrf2、SLC7A11、GPX4水平的作用可被铁死亡诱导剂逆转,证实其通过该通路抑制铁死亡、减轻氧化损伤和炎症,促进糖尿病创面愈合 [48]。
2.2 GSH/GPX4信号通路直接上调或激活GSH/GPX4是中草药发挥抗氧化作用的关键靶点。如牡荆素通过直接上调GPX4和SLC7A11抑制HG诱导的HK-2细胞铁死亡和DKD大鼠肾脏肾纤维化 [49]。迷迭香酸通过上调GPX4、SLC7A11并下调ACSL4表达,显著改善了DKD小鼠的糖脂代谢,并减少了肾脏胶原沉积。基于蛋白质组学的机制分析显示,迷迭香酸上调GPX4和SLC7A11的表达,下调ACSL4的mRNA表达,通过抑制铁死亡整体改善了肾脏的氧化应激状态 [50]。大蒜素则通过促进GSH合成及上调SLC7A11/GPX4蛋白表达,显著提升DM大鼠皮肤组织中的GSH和SOD水平,降低MDA水平,同时显著升高关键铁死亡调控蛋白SLC7A11和GPX4的表达,因而提高了DM大鼠的皮肤创面愈合率 [51]。
中药复方如三黄益肾胶囊(SHYS),可通过激活胱氨酸/GSH/GPX4轴减少铁过载和氧化应激介导的细胞铁死亡,并改善DKD小鼠肾功能 [52]。类似的,健脾固肾化瘀汤通过上调GPX4通路相关蛋白缓解铁过载,改善了DKD小鼠肾功能和炎症状态 [53]。复方葛根芩连汤则被证实可缓解DM湿热证模型小鼠心脏舒张功能障碍、抑制心肌肥大与纤维化。其机制与调控铁死亡相关基因、减轻脂质过氧化、上调心肌组织GPX4蛋白表达有关 [54]。
2.3 铁代谢相关通路核受体辅激活因子4(NCOA4)是调控细胞铁自噬过程的关键蛋白。NCOA4可特异性识别并结合胞质中的铁蛋白,进而将其靶向输送至自噬体,并经溶酶体途径降解。这一过程通过促进细胞内铁离子的释放扰乱铁代谢稳态。研究表明,多种中药单体可通过调节NCOA4的表达水平,参与维持细胞内铁稳态。
三叶青多糖(THPE2-F)被证实通过下调HG诱导的ARPE-19细胞中NCOA4表达,进而通过缓解铁过载并降低MDA和ROS水平抑制细胞铁死亡,并在DR小鼠模型中表现出显著的视网膜保护效果 [55]。姜黄素纳米晶体(Cur-NCs)则通过提高生物利用度,逆转HG处理的HK-2细胞中NCOA4、TFR-1的上调和GPX4、SLC7A11的下调 [56]。毛蕊花苷在HG诱导的HK-2细胞中通过抑制NCOA4介导的铁死亡上调GSH和GPX4表达。体内实验则证实了其缓解DKD小鼠肾损伤的作用 [57]。此外,部分中草药通过调控FTH1/TFR1直接干预铁代谢进程。AS-Ⅳ在HG诱导的HK-2细胞模型中通过靶向血红素加氧酶1(HMOX1)/FTH1/TFR1轴降低了细胞内脂质过氧化物、Fe2+和GSH的水平。通过改善铁代谢及脂质过氧化抑制了细胞铁死亡及线粒体功能障碍方面的作用 [58]。肉桂醛则通过上调FTH1和SLC7A11,降低HG损伤的SH-SY5Y神经细胞内Fe2+和ROS水平,从而抑制铁依赖性脂质过氧化,提示其在DPN中的潜在治疗作用 [59]。
中药复方活血地龟汤则通过上调了DKD小鼠肾组织中FPN1、Nrf2、GPX4的蛋白表达,并减少了肾组织铁离子沉积,因而减轻了DKD小鼠肾组织病理损伤、糖原沉积和纤维化。表明活血地龟汤可通过该通路抑制足细胞铁积累和铁死亡,延缓DKD进展 [60]。
2.4 其他通路P53是调控铁死亡的关键节点,其促进铁死亡的核心机制是通过抑制SLC7A11,导致GSH合成受阻,引发抗氧化防御功能障碍及脂质过氧化。异槲皮素通过调节p53通路缓解了HG诱导的人视网膜毛细血管内皮细胞(HRCECs)中的脂质过氧化,并对DR小鼠视网膜损伤起改善作用 [61]。去甲汉黄芩素则通过调节p53/GPX4通路,减少了DKD小鼠肾组织中铁、ROS和MDA的水平,并恢复了线粒体形态 [62]。AMPK/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α(PGC-1α)轴通过感知能量状态动态调节铁死亡。AMPK能直接磷酸化并激活PGC-1α,通过上调SOD水平、促进GSH合成以及改善线粒体功能等途径改善细胞脂质过氧化,抑制铁死亡。如和厚朴酚通过激活AMPK/SIRT1/PGC-1α信号轴,抑制HG诱导的SCs中的氧化应激从而阻断细胞铁死亡进程,并在体内实验中改善了DPN大鼠坐骨神经传导速度及痛觉过敏 [63]。中药复方糖肾宁则通过激活应激诱导蛋白2(Sestrin2)/AMPK/PGC-1α信号轴,恢复HG诱导的肾小管上皮细胞(TEC)线粒体功能并抑制铁死亡,进一步减轻了DKD小鼠肾脏病理损伤 [64]。
此外,中草药通过调控特定信号通路,影响GPX4、SLC7A11等关键蛋白的表达抑制铁死亡。如白藜芦醇不仅具有直接调控Nrf2的作用,还通过SIRT1/高迁移率族蛋白B1(HMGB1)通路抑制HRCECs和DR小鼠模型中的炎症反应和氧化应激,逆转GSH、SLC7A11及GPX4蛋白下调 [65]。另一项研究则表明白藜芦醇通过上调热休克因子1(HSF1)的表达增强HG损伤的H9c2心肌细胞活性,并提高SOD活性及HSF1、GPX4、SLC7A11蛋白表达从而抑制铁死亡 [66]。提示白藜芦醇的网络调节功能。熊果酸则在HG损伤的NRK-52E细胞中阻断Janus激酶2(JAK2)/信号转导子和转录激活子3(STAT3)信号通路,通过上调GPX4和SLC7A11抑制铁死亡,并改善了DKD小鼠的肾脏病理改变和肾功能受损 [67]。AS-Ⅳ通过抑制低氧诱导因子1α亚基(HIF-1α)/HMOX1通路活性,上调GPX4及FTH-1表达,改善DKD中肾小管上皮细胞铁死亡 [68]。葛根素则通过激活PI3K/AKT/糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)通路上调GPX4等抗铁死亡蛋白表达,进而抑制心肌细胞铁死亡,并显著改善DCM大鼠心功能指标 [69]。
2.5 多靶点协同作用中药活性成分具有多靶点网络调控的作用,如白藜芦醇主要通过上调GSH、GPX4及SLC7A11表达水平,提升细胞抗氧化能力以抑制铁死亡。白藜芦醇通过激活Nrf2并抑制PTGS2,直接上调GSH及GPX4表达水平,并降低脂质过氧化产物MDA和Fe2+。对SIRT1的调控则使得p53活性下降,从而减轻对SLC7A11的抑制作用,间接支持了GSH的合成和GPX4的功能。HSF1的激活则协同Nrf2通路增强了细胞的抗氧化能力,进一步促进GPX4和SLC7A11的表达。AS-Ⅳ则通过干预铁代谢与脂质过氧化实现多靶点保护。AS-Ⅳ通过抑制HIF-1α/HMOX1信号上调GPX4和FTH-1表达,改善铁代谢及氧化应激。HMOX1/FTH1/TFR1轴则通过直接调控铁离子储存与释放,降低催化脂质过氧化的Fe2+水平。miR-138-5p/Sirt1/Nrf2通路则在基因层面激活Nrf2及其下游靶点GPX4和GCLC,增强细胞的抗氧化能力。此外,白藜芦醇的保护作用广泛覆盖了视网膜和心脏,体现出其“异病同治”的广泛作用。白藜芦醇在DR大鼠模型、RMCs、HRCECs及H9c2心肌细胞模型中均能抑制铁死亡。As-Ⅳ和H9c2则能同时干预视网膜和肾脏铁死亡,主要通过激活Nrf2相关通路,改善铁代谢和抗氧化防御能力实现。
不同类型中草药靶向铁死亡的研究证据及其涉及的相关通路汇总见表 1。
| 药物类型 | 名称 | 铁死亡相关调控通路 | 疾病模型 | 参考文献 |
| 中药单体 | 白藜芦醇 | Nrf2/GPX4/PTGS2:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DR | [41] |
| SIRT1/HMGB1:抗氧化防御能力↑ | [65] | |||
| HSF1:抗氧化防御能力↑ | DCM | [66] | ||
| 大蒜素 | GSH: 抗氧化防御能力↑ | DM皮肤创面 | [51] | |
| 大黄素 | Nrf2:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [37-38] | |
| 葛根素 | PI3K/AKT/GSK-3β: 抗氧化防御能力↑ | DCM | [69] | |
| 黄芪甲苷 | miR-138-5p/Sirt1/Nrf2:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓铁沉积↓ | DKD | [43] | |
| HMOX1/FTH1/TFR1:脂质过氧化↓铁沉积↓ | [58] | |||
| HIF-1α/HMOX1:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | [68] | |||
| 绞股蓝苷A纳米颗粒 | Nrf2/HO-1/GPX4:抗氧化防御能力↑ | DR | [39] | |
| 姜黄素纳米晶体 | NCOA4:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [56] | |
| 苦杏仁苷 | Nrf2/ARE: 抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓铁沉积↓ | DR | [42] | |
| 雷公藤内酯 | Nrf2:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [45] | |
| 龙血素 | Nrf2:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓ | DFU | [40] | |
| 迷迭香酸 | GPX4:抗氧化防御能力↑ | DKD | [50] | |
| 毛蕊花苷 | NCOA4:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [57] | |
| 牡荆素 | GPX4:抗氧化防御能力↑ | DKD | [49] | |
| 去甲汉黄芩素 | p53/GPX4:脂质过氧化↓铁沉积↓ | DKD | [62] | |
| 三叶青多糖 | NCOA4:脂质过氧化↓铁沉积↓ | DR | [55] | |
| 栀子苷 | Sirt1/Nrf2/HO-1/GPX4:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓铁沉积↓ | DD | [44] | |
| 熊果酸 | JAK2/STAT3:抗氧化防御能力↑ | DKD | [67] | |
| 小檗碱 | Nrf2/HO-1/GPX4:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓铁沉积↓ | DR | [36] | |
| Nrf2:抗氧化防御能力↑ | DKD | [37-38] | ||
| 异槲皮素 | p53:脂质过氧化↓ | DR | [61] | |
| 肉桂醛 | FTH1:脂质过氧化↓铁沉积↓ | DPN | [59] | |
| 和厚朴酚 | AMPK/SIRT1/PGC-1α: 抗氧化防御↑脂质过氧化↓ | DPN | [63] | |
| 中药单药 | 翻白草 | Nrf2/HO-1:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓ | DKD | [46] |
| 中药复方 | 参芪地黄汤 | Nrf2/HO-1/GPX4:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓铁沉积↓ | DKD | [47] |
| 葛根芩连汤 | GPX4:抗氧化防御能力↑脂质过氧化↓ | DCM | [54] | |
| 健脾固肾化瘀汤 | GPX4:抗氧化防御能力↑ | DKD | [53] | |
| 活血地龟汤 | FPN1:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [60] | |
| 疮灵液 | Nrf2/SLC7A11/GPX4:抗氧化防御能力↑ | DFU | [48] | |
| 三黄益肾胶囊 | 胱氨酸/GSH/GPX4:抗氧化防御能力↑铁沉积↓ | DKD | [52] | |
| 糖肾宁 | Sestrin2/AMPK/PGC-1α: 抗氧化防御能力↑ | DKD | [64] | |
| 注:部分中草药或其活性成分可通过多靶点、多通路协同调控铁死亡相关过程,表中“铁死亡相关调控通路”一栏以并列方式呈现其主要作用环节。DCM,糖尿病心肌病;DFU,糖尿病足溃疡;DKD,糖尿病肾病;DM,糖尿病;DR,糖尿病视网膜病变。 | ||||
本文对铁死亡在糖尿病微血管并发症中的关键作用及中药干预的潜在机制进行了系统回顾。铁死亡主要通过铁代谢失衡、脂质过氧化及抗氧化功能障碍等机制介导糖尿病微血管病变的发生。中草药及其活性成分多通过调控Nrf2、GPX4、GSH及NCOA4等因子表达水平缓解疾病进展。值得注意的是,小檗碱、As-Ⅳ和白藜芦醇能作用于多种靶器官,揭示了它们有望成为针对糖尿病微血管病变的通用治疗药物。现有关于中草药干预铁死亡改善糖尿病微血管病变的研究中,中药单体相关研究数量相对较多,其次为中药复方,而中药单药的研究证据相对有限,这一现象可能与当前中草药药理研究的主流范式密切相关。一方面,中药单体作为中草药的有效化学成分,具有成分明确、结构清晰及作用靶点相对集中的特点,更有利于在现代实验体系中精准解析其对铁死亡关键分子及信号通路的调控机制,因此在基础与转化研究中受到广泛关注。相比之下,中药单药通常包含多种活性成分,其作用机制涉及多靶点、多通路的综合调节,但缺乏复方所体现的中医配伍理论支撑,在机制拆解与因果推断方面存在一定挑战,可能在一定程度上限制了其在铁死亡相关研究中的系统开展。而中药复方作为中医临床应用的主要形式,体现了整体观与辨证论治的核心理念。因此,尽管复方的机制解析更为复杂,但相关研究仍持续增加,并逐渐成为探索中草药通过调控铁死亡改善糖尿病微血管并发症的重要研究方向。
尽管已有大量研究显著丰富了该领域,但中草药调控铁死亡改善糖尿病微血管并发症的研究尚不充分。现有文献以DR和DKD相关研究居多,对DPN、DFU及DCM等其他微血管病变的研究相对匮乏。且针对中草药干预铁死亡的机制研究多聚焦于Nrf2、GSH及GPX4等分子,缺乏以铁代谢异常或表观遗传调控为结局的研究。此外,中草药干预铁死亡缺乏临床试验的支持,大部分研究仍停留在细胞和动物模型层面,且实验研究多局限于糖尿病微血管单一并发症模型,缺少从铁死亡角度阐释中草药防治多靶器官损害的作用机制。未来需借助条件性基因敲除及特异性抑制剂等,在疾病模型中验证中草药是否通过特定靶点发挥抗铁死亡作用。研究中应进一步构建更贴近临床的多并发症动物模型,评估在多个靶器官同时受损的情况下,中草药能否通过调控铁死亡这一共同机制实现异病同治,观察其对不同器官的保护作用是否存在优先级或差异。在此基础上,需积极寻找可用于早期诊断和疗效监测的铁死亡特异性生物标志物。设计严谨的早期临床试验,评估以铁死亡相关生物标志物为终点的中药制剂的安全性及疗效,评估中药制剂与现有标准治疗药物联用在抑制铁死亡及器官保护方面是否存在协同效应。值得注意的是,铁死亡也被视为一种生理性的细胞清除机制,若长期进行系统性抑制,可能存在潜在安全风险,其安全性需进行系统评估。综上所述,中草药调控铁死亡防治糖尿病微血管病变是一个新兴的研究领域。尽管仍面临诸多挑战,但随着其具体分子机制日渐明晰,有望为靶向药物的研发开辟新途径。
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