復發性流產(RSA)影響著全球約1%~2%的育齡女性,其中近半數患者病因不明,臨床上長期缺乏針對性治療手段。近日,武漢大學人民醫院葉青松教授、張燕副教授、楊菁教授等 團隊在《iMeta》期刊在線發表了題為“Decidual macrophage‐mediated ferroptosis in trophoblasts leads to recurrent spontaneous abortion”的研究論文。研究團隊系統揭示了RSA患者蛻膜組織中M1型促炎巨噬細胞通過分泌趨化因子CXCL2,激活滋養層細胞表面受體CXCR2及其下游NF-κB信號通路,進而上調HMOX1基因表達并誘發鐵死亡,最終導致滋養層細胞功能障礙和胚胎丟失。研究還通過藥物篩選和動物實驗證實,天然黃酮類化合物Eriodictyol能有效結合CXCL2并阻斷這一致病軸,顯著降低模型小鼠的胚胎吸收率,展現出良好的治療前景。
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鐵死亡是一種鐵依賴性、以脂質過氧化和活性氧堆積為特征的細胞死亡方式,近年來在胎盤發育相關疾病中的作用開始受到關注。研究團隊首先收集了RSA患者和正常妊娠對照者的絨毛組織,發現RSA患者絨毛中谷胱甘肽水平和谷胱甘肽過氧化物酶活性顯著下降,而亞鐵離子和丙二醛含量明顯升高,促鐵死亡蛋白ACSL4和TFR1表達上調,抑制鐵死亡的SLC7A11和GPX4表達下降,并且在流產模型小鼠的胎盤界面也觀察到完全一致的分子變化,這些指標與胚胎吸收率之間存在顯著的線性相關關系,從臨床樣本和動物模型兩個層面確認了滋養層鐵死亡是RSA的重要病理特征。
為了進一步追問是誰觸發了滋養層細胞的鐵死亡,研究團隊將RSA患者和健康對照者的蛻膜原代巨噬細胞分別與人滋養層細胞系HTR-8/SVneo進行非接觸共培養,并對滋養層細胞進行轉錄組測序。差異基因的KEGG富集分析顯示鐵死亡通路被顯著激活,且RSA巨噬細胞共培養后的滋養層細胞中活性氧水平、脂質過氧化程度和線粒體超氧化物含量均顯著升高,而線粒體膜電位明顯下降,細胞增殖和遷移能力受抑,凋亡率增加。當研究團隊給共培養體系加入鐵死亡特異性抑制劑Ferrostatin-1后,滋養層細胞的功能缺陷被顯著逆轉,這證明RSA來源的蛻膜巨噬細胞確實是通過誘發鐵死亡來損傷滋養層細胞的。
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在分子機制層面,研究團隊在鐵死亡通路富集的差異基因中注意到HMOX1的表達變化最為突出,該基因編碼血紅素加氧酶1,其降解血紅素的過程中釋放的亞鐵離子可通過芬頓反應進一步放大氧化損傷。他們通過RNA干擾技術敲低滋養層細胞中HMOX1的表達,發現原本由RSA巨噬細胞誘導的活性氧升高、脂質過氧化加劇、線粒體膜電位下降以及鐵死亡標志蛋白的變化全部被有效逆轉,并且滋養層細胞的增殖、遷移和侵襲功能也得到恢復,說明HMOX1是RSA巨噬細胞驅動滋養層鐵死亡的關鍵下游效應分子。研究團隊進一步對測序數據中細胞因子相關通路進行分析,發現CXCL2的表達差異最顯著,并且其來源主要是蛻膜組織而非絨毛組織。敲低RSA巨噬細胞中CXCL2的表達后,共培養體系下滋養層細胞的鐵死亡指標和功能缺陷同樣被顯著改善,證實CXCL2是巨噬細胞作用于滋養層細胞的關鍵分泌因子。研究還利用CHIP-qPCR和雙熒光素酶報告基因實驗證明,CXCL2通過結合滋養層細胞表面的CXCR2受體,激活NF-κB通路,使p65亞基直接結合到HMOX1基因啟動子區域并啟動其轉錄。在流產模型小鼠體內,通過腺相關病毒敲低HMOX1或CXCL2、或者給予NF-κB抑制劑PDTC ammonium,均能顯著降低胚胎吸收率、抑制胎盤界面的鐵死亡并恢復滋養層功能,從體內層面完整驗證了CXCL2/NF-κB/HMOX1這一信號軸的核心地位。
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值得注意的是,研究團隊還發現這一病理過程并非單向進行。他們將經過RSA巨噬細胞“教育”后的滋養層細胞再與巨噬細胞共培養,發現這些滋養層細胞分泌的IL-6水平顯著下降,進而抑制了巨噬細胞中JAK2/STAT3信號通路的活化,使得巨噬細胞向M1促炎表型傾斜。這種滋養層反過來強化巨噬細胞炎癥極化的雙向對話,構成了RSA母胎界面免疫微環境失衡的惡性循環。最后,研究團隊利用中藥成分數據庫聯合分子對接技術,篩選出與CXCL2結合親和力最高的天然化合物Eriodictyol,并在流產模型小鼠和細胞共培養體系中驗證了該化合物能夠有效打斷CXCL2/NF-κB/HMOX1信號軸、抑制滋養層鐵死亡并改善妊娠結局,且其保護作用確實依賴對該信號軸的調控而非非特異性的抗氧化或抗炎效應。這一系列發現為理解RSA的發病機制提供了全新視角,并為開發基于鐵死亡調控的臨床干預策略奠定了堅實的理論基礎。
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