北大屠鹏飞团队揭示：夏天无通过靶向抑制铁死亡，缓解脑缺血损伤
缺血性脑卒中是全球主要的致死和致残原因，而在通过溶栓或取栓恢复血流的过程中，常会引发脑缺血再灌注损伤，加重神经损害。因此，寻找能干预该过程的新靶点至关重要。近年来，一种称为“铁死亡”的铁依赖性脂质过氧化细胞死亡方式被证实参与再灌注损伤，其中花生四烯酸代谢酶ALOX15是调控铁死亡的关键分子。夏天无（Corydalis decumbens）是一种常用于治疗缺血性脑卒中的传统中药，但其具体作用机制尚未完全阐明。
2025年，北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室屠鹏飞、逯颖媛、姜勇团队于《Phytomedicine》期刊发表了题为“Ethanol extract of Corydalis decumbens exerts neuroprotective effects against cerebral ischemia-reperfusion injury by targeting ALOX15 to suppress ferroptosis”的研究。该研究从传统中药夏天无出发，综合运用蛋白组、代谢组等多种技术，首次系统阐明传统中药夏天无的核心疗效机制：其乙醇提取物能够通过抑制关键酶ALOX15的活性，进而有效阻断铁死亡这一新型细胞死亡途径，从而显著减轻神经损伤。研究同时鉴定出corlumidine与magnoflorine为其发挥作用的两个主要活性成分，为将该传统药物开发为针对明确靶点的现代神经保护剂提供了坚实的科学依据。
展开剩余79%迈维代谢为本研究提供了蛋白质组学检测服务。
本研究采用体内外结合的多层次实验策略。在动物层面，建立大鼠大脑中动脉闭塞再灌注模型，评估夏天无提取物对神经功能评分、脑梗死体积、脑血流量的影响；通过普鲁士蓝染色、铁含量测定及相关生化指标检测，评估其对铁死亡的抑制作用。在机制层面，采用非靶向代谢组学与靶向氧化脂质代谢组学分析代谢变化，蛋白质组学筛选差异表达蛋白，并通过生物信息学整合分析揭示关键通路。在细胞层面，研究构建了氧糖剥夺再灌注模型，验证提取物对神经元存活率、铁死亡相关指标的影响。进一步通过ALOX15基因敲低与敲除动物模型，明确ALOX15在夏天无提取物作用中的必要性。最后，通过分子对接与体外酶活性实验，鉴定提取物中作用于ALOX15的活性成分。
1. 夏天无提取物显著改善脑缺血再灌注损伤后的神经功能缺损、减小梗死体积并促进脑血流恢复
研究通过大鼠MCAO/R模型发现，夏天无提取物中、高剂量组能显著降低Bederson与Longa神经功能评分，表明显著改善运动协调性与神经缺损程度。TTC染色结果显示，提取物处理显著减少脑梗死体积，尤其在中、高剂量组效果与阳性药相当。激光散斑血流成像进一步表明，提取物能促进缺血区域脑血流的恢复，中剂量与高剂量效果接近，故后续实验选用中剂量进行。这些结果表明，夏天无提取物在结构性与功能性层面均对脑缺血再灌注损伤具有明确的保护作用。
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图1. 夏天无提取物改善MCAO/R模型大鼠神经功能、减小脑梗死体积并促进脑血流恢复
2. 夏天无提取物通过调控花生四烯酸代谢途径，特别是ALOX15下游氧脂代谢物，逆转缺血再灌注引起的代谢紊乱
代谢组学分析显示，模型组与对照组代谢谱明显分离，夏天无提取物能显著逆转模型引起的代谢紊乱。氧化脂质代谢组学进一步发现，模型组中花生四烯酸经ALOX15代谢的产物如15-HETE、15-HpETE等显著升高，而夏天无提取物能有效回调这些代谢物的异常水平。KEGG通路富集分析提示，花生四烯酸代谢是夏天无提取物作用的核心通路之一。这些结果说明，夏天无提取物可能通过抑制ALOX15活性，调节脂质氧化代谢，从而干预缺血再灌注损伤的代谢基础。
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图2. 夏天无提取物调节MCAO/R模型大鼠代谢谱，特别是ALOX15下游氧脂代谢物
3. 夏天无提取物通过抑制ALOX15介导的铁死亡途径发挥神经保护作用
蛋白质组学分析发现，夏天无提取物显著回调与铁死亡相关的差异表达蛋白，如ALOX15和GPX4。体内实验显示，提取物处理能降低脑组织中铁沉积、减少MDA含量、提高GSH-Px和SOD活性，这些都是铁死亡的关键指标。在OGD/R细胞模型中，夏天无提取物同样能抑制ROS积累、脂质过氧化和铁超载，并改善线粒体形态损伤。这些结果一致表明，夏天无提取物通过抑制铁死亡途径，保护神经元免受缺血再灌注损伤。
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图3. 夏天无提取物抑制MCAO/R与OGD/R模型中的铁死亡
4. ALOX15是夏天无提取物发挥神经保护作用的关键靶点，其缺失削弱提取物疗效
通过siRNA敲低ALOX15或在ALOX15敲除小鼠模型中，夏天无提取物对神经功能改善、梗死体积减小及铁死亡指标回调的作用均显著减弱。在细胞模型中，ALOX15敲低后，提取物对OGD/R诱导的细胞损伤保护作用也明显下降。此外，ALOX15下游代谢物15-HpETE能诱导细胞铁死亡，而提取物能逆转这一过程。这些证据明确表明，ALOX15是夏天无提取物发挥作用的核心分子靶点。
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图4. ALOX15敲低或敲除削弱夏天无提取物的神经保护作用
5. 夏天无提取物中的corlumidine与magnoflorine是抑制ALOX15活性的主要活性成分
分子对接分析显示，夏天无提取物中多个成分与ALOX15具有高亲和力。体外酶活性实验进一步证实，corlumidine与magnoflorine对ALOX15酶活具有显著抑制能力，IC50分别为21 μM与35 μM。在OGD/R细胞模型中，这两种成分均表现出神经保护作用，且在ALOX15敲低后保护作用减弱。这表明corlumidine与magnoflorine是通过抑制ALOX15发挥神经保护效应的主要活性物质。
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图5. 夏天无提取物中corlumidine与magnoflorine抑制ALOX15活性并发挥神经保护作用
本研究系统阐明了夏天无乙醇提取物通过靶向ALOX15、抑制铁死亡途径，从而缓解脑缺血再灌注损伤的作用机制。综合多组学分析与实验验证，研究不仅明确了ALOX15在缺血再灌注损伤中的关键角色，还鉴定出corlumidine与magnoflorine作为提取物中抑制ALOX15活性的主要成分。该研究为夏天无的临床应用于缺血性脑卒中提供了分子药理学依据，也为基于ALOX15-铁死亡轴的新型神经保护药物开发提供了新思路。
发布于：湖北省