学术研究报告：双嘧达莫作为临床铁死亡抑制剂预防组织损伤的作用机制研究

一、研究团队与发表信息
本研究由Xiao Zhuang、Shuang Shi、Shuo Liu等来自山东大学基础医学院细胞生物学系、浙江大学医学院附属第一医院、南京中医药大学等多家机构的联合团队完成，通讯作者为Fudi Wang、Yong Nian、Lutao Du和Bo Chu。研究成果发表于*Advanced Science*期刊（2025年），开放获取，DOI: 10.1002/advs.202500566。

二、学术背景与研究目标
铁死亡（Ferroptosis）是一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的新型程序性细胞死亡方式，与缺血再灌注损伤（I/R）、阿霉素（Dox）诱导的器官损伤等多种疾病相关。尽管已有实验性铁死亡抑制剂（如Ferrostatin-1），但尚无临床批准药物。本研究旨在通过筛选临床药物库，发现可抑制铁死亡并治疗组织损伤的临床可用化合物，并阐明其分子机制。

科学问题：临床药物中是否存在通过调控铁死亡途径治疗组织损伤的候选药物？其作用机制是否依赖经典铁死亡通路（如SLC7A11）？

三、研究流程与方法
1. 药物筛选与体外验证
- 筛选策略：在HT1080（骨肉瘤细胞）、786-O（肾癌细胞）、AC16（心肌细胞）等细胞系中，用RSL3（铁死亡诱导剂）处理，结合临床药物库（含免疫/炎症相关化合物）筛选保护性药物。
- 关键发现：双嘧达莫（Dipyridamole）显著抑制RSL3诱导的细胞死亡，且呈剂量依赖性（图1a-e）。通过Sytox Green染色和CCK-8实验验证其特异性抑制铁死亡（图1f-g）。
- 脂质过氧化检测：使用BODIPY ⁵⁸¹⁄₅₉₁ C11荧光探针和流式细胞术证实双嘧达莫降低脂质ROS水平（图1i-j）。

1. 心肌细胞保护机制研究

   • 模型构建：在H9C2大鼠心肌细胞和原代新生儿心肌细胞（NCM）中，双嘧达莫抑制RSL3或缺氧/复氧（H/R）诱导的铁死亡标志物PTGS2表达（图2b,m-n）。
     
   • 功能验证：通过qRT-PCR和ELISA检测心肌损伤标志物（BNP、MYH7、CK-MB），证实双嘧达莫与Fer-1效果相当（图2c-d, S2e-h）。
     

2. 分子机制解析

   • SLC7A11依赖性：RNA-seq和免疫印迹显示双嘧达莫上调SLC7A11蛋白表达（图3a-e）。CRISPR-Cas9敲除SLC7A11后，双嘧达莫的保护作用消失（图3g-k）。
     
   • 泛素化调控：双嘧达莫通过下调E3泛素连接酶RNF126，减少SLC7A11的泛素化降解（图4a-f）。过表达RNF126可逆转双嘧达莫的作用（图4h-i）。
     

3. 体内实验验证

   • 心脏I/R损伤模型：在野生型（WT）和SLC7A11敲除（KO）小鼠中，双嘧达莫预处理显著减少梗死面积，改善心功能（LVEF、LVFS）（图5b-e），但KO小鼠中保护作用丧失（图5f-g）。
     
   • 肝脏与肾脏I/R模型：双嘧达莫降低血清ALT/AST水平（肝损伤标志物）和MDA（脂质过氧化产物）（图6b-f），且治疗性给药（损伤后3-24小时）仍有效（图6h-l）。
     
   • 阿霉素（Dox）诱导损伤：双嘧达莫缓解Dox引起的心肌和肝损伤，延长小鼠生存期（图S6j-k）。
     

四、主要研究结果
1. 双嘧达莫是临床可用的铁死亡抑制剂：在多种细胞系和小鼠模型中，双嘧达莫通过抑制脂质过氧化和细胞死亡发挥保护作用。
2. 机制依赖SLC7A11：双嘧达莫通过下调RNF126稳定SLC7A11蛋白，促进GSH合成通路，而非依赖cAMP或腺苷信号（图S4）。
3. 治疗窗口广泛：双嘧达莫在损伤前预防和损伤后治疗均有效，且适用于心、肝、肾等多器官保护。

五、研究结论与价值
1. 科学意义：首次揭示双嘧达莫作为临床药物的铁死亡抑制功能，填补了临床铁死亡治疗药物的空白。
2. 应用价值：双嘧达莫已获批用于缺血性心脏病，本研究为其拓展至器官损伤（如I/R、化疗毒性）提供了理论依据。
3. 机制创新：发现RNF126-SLC7A11轴是铁死亡调控的新靶点，为药物开发提供新方向。

六、研究亮点
1. 转化医学突破：从临床药物库中筛选出铁死亡抑制剂，加速了临床转化进程。
2. 多器官验证：涵盖心脏、肝脏、肾脏，证明双嘧达莫的广谱保护作用。
3. 机制深度解析：从泛素化修饰到体内基因敲除，完整阐明了药物作用的分子路径。

七、其他价值
本研究还提示，双嘧达莫的疗效不受其他已知靶点（如PDE3/4）影响，凸显其作用特异性。此外，研究数据已通过开源协议公开，促进后续研究复用。