摘要
仙茅苷(CUR)是黄芪的一种天然成分，具有多种生物活性。但其是否能预防溃疡性结肠炎(UC)及其潜在机制尚不清楚。因此，这篇文章建立了右旋糖酐硫酸钠(DSS)小鼠，并用CUR给药7天。接着在小鼠体内测定组织学病理学和铁死亡的调节因子。再制备铁死亡IEC-6细胞，研究CUR的潜在机制。结果表明，CUR可抑制结肠炎小鼠的疾病活动性指数、组织学损伤和细胞死亡。同时还发现，CUR治疗显著逆转了DSS诱导小鼠铁死亡特征的改变。而在过氧化氢和六水合氯化铁联合处理下的IEC-6细胞中也观察到CUR对铁死亡的类似影响。有趣的是，实验发现CUR可以提高IEC-6细胞中硒的敏感性，促进GPX4的转录水平。敲除GPX4显著阻断了CUR对IEC-6细胞中细胞死亡、GSH和MDA含量以及LDH活性的保护作用。综上所述，这些发现表明CUR通过诱导GPX4来保护溃疡性结肠炎的铁死亡，这为UC治疗提供了一种潜在的药物。
主要内容
一、DSS可诱导UC小鼠铁死亡
首先，实验试图建立一个UC小鼠模型。作者采用3%DSS处理诱导UC小鼠模型7天，发现小鼠的疾病活动指数从第三天开始显著增加（图1A），同时其体重、粪便和直肠出血的评分均一致增加（图1B-D）。但在DSS处理的最后一天，小鼠的体重和结肠长度却显著减少(图1E-F）。这些结果均表明，该UC模型已成功构建。
铁死亡是一种由脂质过氧化积累引起的铁依赖性细胞死亡。与预期的一样，发现UC小鼠中铁含量增加（图1G）。同时，实验发现，DSS诱导了GSH含量的降低和MDA的产生（图1H-I）。此外，在UC小鼠中检测到mRNA和蛋白水平上ROS1的高表达和SOD1的低表达（图J-K）。DHE染色显示UC小鼠结肠中红色荧光明显增加，反映了ROS的积累（图1L）。重要的是，调节铁死亡的关键抗氧化酶、GPX4mRNA和蛋白水平也受到了DSS的抑制（图1M-N）。综上结果表明，DSS可诱导UC小鼠发生铁死亡。
二、CUR减弱了DSS诱导的小鼠组织学损伤和细胞死亡
接着验证在UC小鼠中验证CUR对结肠炎的影响。发现，高剂量CUR可降低DSS小鼠自第4天以来的高疾病活动性指数（图2A）。而从疾病活动性指数的子参数中也观察到类似的变化（图2B-D）。同时，此外，作者观察到通过CUR治疗可以挽救DSS小鼠的体重减轻和结肠长度缩短（图2E-F）。
由显微镜下观察可知，DSS小鼠有明显的结肠炎特征，如切断黏膜溃疡、隐窝丢失等。而CUR治疗改善了结肠组织的这些病理变化（图3A）。同时，在组织学评分结果中得到证实（图3B）。此外，TUNEL染色结果提示，CUR可减轻DSS小鼠结肠中的细胞死亡（图3C-D）。综上，CUR减弱了DSS诱导的小鼠组织学损伤和细胞死亡。
三、CUR抑制了DSS诱导的小鼠铁死亡
为了探讨铁死亡是否介导了CUR在UC中的保护作用，接下来探究铁死亡在小鼠体内的保护过程。结果发现，CUR上调了GSH水平，但降低了DSS小鼠的MDA水平和ROS的产生。此外，与正常小鼠进行比较，CUR下调了DSS小鼠中高表达的4-HNE（图4A-D）。实验还观察到，在接受CUR治疗的DSS小鼠中，GPX4的高mRNA和蛋白水平较高（图4E-F）。在用Fer-1处理的UC小鼠中也观察到类似的改变趋势（图5）。因此，这些结果表明，CUR可以有效抑制UC小鼠的铁死亡。
四、CUR抑制IEC-6细胞铁死亡
接下来用过氧化氢和ICH处理的IEC-6细胞在体外模拟铁死亡条件，检测CUR在铁死亡中的作用。结果发现，CUR提高了IEC-6细胞对过氧化氢和ICH处理的反应活力（图5A）。在CUR处理的铁死亡细胞中，GSH含量增加，MDA和ROS水平降低，同时LDH活性降低（图5B-E）。而体内实验的结果也表明，在过氧化氢和ICH处理下，CUR可强烈诱导IEC-6细胞中GPX4的表达（图5F-G）。综上所述，CUR可能通过减少结肠上皮细胞的铁死亡来预防结肠炎。
五、GPX4参与了CUR抑制IEC-6细胞铁死亡的过程
GPX4作为一种硒蛋白，被硒诱导处理，负调控铁死亡细胞。因此，实验检测了CUR的处理是否影响GPX4的硒敏感性。结果表明，硒处理增加GPX4的表达呈时间依赖性。特别是高剂量的CUR对GPX4mRNA和蛋白有显著的诱导作用（图6A-D）。为了进一步阐明CUR的保护作用是否需要对GPX4的转录诱导，使用特异性的sirna抑制了IEC-6细胞中GPX4的表达（图6E-F）。结果发现，当GPX4表达降低时，CUR对细胞死亡和氧化应激的有益作用加剧，这可以从细胞活力、GSH和MDA浓度以及LDH活性得到证实（6G-J）。综上所述，GPX4的诱导参与了CUR对铁死亡的保护作用。
总结
仙茅苷（CUR）通过诱导GPX4抑制溃疡性结肠炎的铁死亡，还可以减轻组织学损伤，减少MDA和ROS的产生，同时伴随着结肠组织中GSH含量和4-HNE表达的升高。体外实验结果表明，CUR诱导GPX4的硒依赖性转录，抑制肠上皮细胞死亡和氧化应激。
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