韋夢真，劉丹紅，曾勁松，方銳，梅志剛，葛金文，廖君

〔摘要〕 缺血性腦卒中（ischemic stroke， IS）是一個復(fù)雜的級聯(lián)過程，對大腦產(chǎn)生不可逆的損傷，嚴(yán)重危害人類健康。鐵死亡是鐵依賴及脂質(zhì)過氧化物生成所致的一種細(xì)胞死亡方式，是IS的一個重要病理表現(xiàn)。線粒體是真核生物進(jìn)行氧化代謝的細(xì)胞器，是糖類、脂肪和氨基酸最終氧化釋放能量的場所。線粒體質(zhì)量控制（mitochondrial quality control， MQC）是一個內(nèi)源性調(diào)控機(jī)制，作為氧化代謝的主要調(diào)節(jié)器和鐵利用的主要場所，MQC與鐵死亡密切關(guān)聯(lián)。穩(wěn)定MQC是抑制鐵死亡保護(hù)IS的重要治療機(jī)制。系統(tǒng)介紹在IS中MQC與鐵死亡關(guān)聯(lián)機(jī)制，為IS發(fā)生機(jī)制研究和臨床藥物靶點(diǎn)提供新思路。

〔關(guān)鍵詞〕 缺血性腦卒中；線粒體質(zhì)量控制；線粒體自噬；線粒體動力學(xué)；線粒體生物合成；鐵死亡；中醫(yī)藥干預(yù)

〔中圖分類號〕R255? ? ? ?〔文獻(xiàn)標(biāo)志碼〕A? ? ? ? 〔文章編號〕doi：10.3969/j.issn.1674－070X.２０23.08.028

Research progress on the correlation mechanism between mitochondrial quality control and ferroptosis in ischemic stroke and the TCM intervention

WEI Mengzhen， LIU Danhong， ZENG Jinsong， FANG Rui， MEI Zhigang， GE Jinwen， LIAO Jun*

Hunan University of Chinese Medicine， Changsha， Hunan 410208， China

〔Ａｂｓｔｒａｃｔ〕 Ischemic stroke （IS） is a complex cascade process， which causes irreversible damage to the brain and seriously endangers human health. Ferroptosis is a form of cell death caused by iron-dependence and lipid peroxide generation， and is an important pathological manifestation of IS. Mitochondria are eukaryotic organelles for oxidative metabolism， and are the sites where sugars， fats and amino acids eventually oxidize and release energy. Mitochondrial quality control （MQC） is an endogenous regulatory mechanism. As the main regulators of oxidative metabolism， mitochondria are also the main sites of iron utilization， so MQC is closely correlated with ferroptosis. Stabilizing MQC is an important therapeutic mechanism for inhibiting ferroptosis and protecting the body from IS. This article systematically introduces the correlation mechanism between MQC and ferroptosis in IS to provide new ideas for the study of IS pathogenesis and clinical drug targets.

〔Ｋｅｙｗｏｒｄｓ〕 ischemic stroke; mitochondrial quality control; mitophagy; mitochondrial dynamics; mitochondrial biogenesis; ferroptosis; TCM intervention

缺血性腦卒中（ischemic stroke， IS）是由各種原因?qū)е碌哪X組織血液供應(yīng)障礙，并由此產(chǎn)生缺血缺氧性壞死，進(jìn)而出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙的一組臨床綜合征[1]。研究顯示，從1990年至2019年，卒中在我國死因中已經(jīng)由第3位躍居到第1位，每年190余萬人因卒中死亡[2]。在所有卒中病中，70%以上為IS[2]。目前，已知IS后導(dǎo)致神經(jīng)元損傷和神經(jīng)功能缺陷的病理機(jī)制主要包括鈣超載、興奮性氨基酸毒性、自由基損傷、炎癥因子損傷、凋亡等[3]。目前，被運(yùn)用于治療腦缺血的藥物、方法極為有限，主要為組織型纖溶酶原激活劑（tissue plasminogen activator， t-PA）溶栓，t-PA是唯一獲得國家批準(zhǔn)用于治療腦缺血的藥物，但需在有效時間窗內(nèi)進(jìn)行，否則可能會導(dǎo)致出血性轉(zhuǎn)化，造成更嚴(yán)重的損傷，即腦缺血再灌注損傷[1，4]。因此，闡明腦缺血損傷機(jī)制，探索新的有效藥物及作用靶點(diǎn)，對其治療及預(yù)后具有重要意義。

線粒體是“細(xì)胞能量動力室”，它可以產(chǎn)生三磷酸腺苷（adenosine triphosphate， ATP），為機(jī)體提供能量，它在調(diào)控活性氧（reactive oxygen species， ROS）產(chǎn)生、調(diào)節(jié)滲透壓、轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞信號等方面都起到關(guān)鍵作用[5]。當(dāng)線粒體的數(shù)量、形態(tài)以及功能維持失穩(wěn)態(tài)時，表現(xiàn)選擇性受損線粒體清除及調(diào)節(jié)體系——線粒體質(zhì)量控制（mitochondrial quality control， MQC）啟動。MQC包括線粒體自噬、線粒體分裂/融合和線粒體生物合成，是維持線粒體穩(wěn)態(tài)的重要保證[6]。

鐵死亡由DIXON等[7]在cell雜志上首次提出，定義為鐵依賴的、脂質(zhì)過氧化物生成所致的一種程序性細(xì)胞死亡方式。當(dāng)腦缺血發(fā)生后，過量的鐵離子誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化，線粒體膜電位降低，谷氨酸顯著增多，產(chǎn)生神經(jīng)毒性，造成神經(jīng)元鐵死亡，加重組織損傷[8]。線粒體作為鐵利用的主要場所和氧化代謝的主要調(diào)節(jié)器，是ROS產(chǎn)生的主要來源，與鐵死亡關(guān)系密切[5]。本文系統(tǒng)介紹MQC與鐵死亡的關(guān)聯(lián)機(jī)制，以及針對IS的研究進(jìn)展進(jìn)行文獻(xiàn)綜述。

1 鐵死亡與MQC的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究

1.1? 線粒體自噬與鐵死亡

線粒體自噬是一種選擇性清除多余或受損線粒體的自噬過程[9]。自噬過程中，受損細(xì)胞成分被自噬小體的雙膜囊泡包裹，繼而自噬小體與溶酶體融合，導(dǎo)致功能失調(diào)的細(xì)胞器和蛋白質(zhì)降解和再循環(huán)，即自噬體-溶酶體機(jī)制[10]。在哺乳動物細(xì)胞中，線粒體自噬調(diào)節(jié)機(jī)制的經(jīng)典信號通路包括PTEN誘導(dǎo)激酶蛋白1（PTEN-induced putative kinase1， PINK1）/E3-泛素連接酶（Parkin）依賴通路和PINK1/Parkin非依賴通路[10-11]。在腦缺血的相關(guān)研究中表明，PINK1通過自身磷酸化識別泛素，活化 Parkin包圍受損的線粒體，增加其在細(xì)胞內(nèi)的泛素化水平，并使其與自噬標(biāo)志物微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（microtubule associated protein 1 light chain3， LC3）結(jié)合，從而啟動自噬過程[6，11]。非PINK1/Parkin 線粒體自噬相關(guān)信號通路包括FUN14結(jié)構(gòu)域包含蛋白1（FUN14 domain-containing1， FUNDC1）、B細(xì)胞淋巴瘤2/腺病毒E1B19kDa相互作用蛋白3（B-cell lymphoma2/adenovirus E1B19-kDa-interacting protein3， BNIP3）和Nip3樣蛋白X（Nip3-like protein X， NIX），以上通路蛋白可通過單獨(dú)或相互作用調(diào)控線粒體自噬的發(fā)生[6]。

細(xì)胞內(nèi)鐵離子濃度影響線粒體自噬功能。研究表明，鐵螯合劑可不依賴PINK1/Parkin通路誘導(dǎo)線粒體自噬[12]。鐵螯合劑去鐵酮（deferiprone， DFP）通過螯合鐵離子增加人子宮頸癌細(xì)胞（如HeLa細(xì)胞）內(nèi)鐵消耗，提高鐵蛋白受體（transferrin receptors， TFRC）水平，促進(jìn)非PINK1/Parkin依賴的線粒體自噬[13]。非PINK1-Parkin依賴的線粒體自噬與鐵代謝機(jī)制相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，PINK1突變果蠅模型中，定位于線粒體含不穩(wěn)定鐵硫[4Fe-4S]簇的烏頭酸酶（aconitase， Acon）可增加線粒體鐵蛋白表達(dá)，促進(jìn)線粒體自噬[14]。另有研究表明，Parkin突變果蠅通過金屬反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子1（metal-responsive transcription factor1， MTF1）的過表達(dá)調(diào)節(jié)鐵蛋白，改善線粒體形態(tài)，而鐵螯合劑東莨菪堿磺化鈉鹽（bathophenanthroline sulfonated sodium salt， BPS）的干預(yù)，可促進(jìn)線粒體自噬，延長Parkin突變果蠅的壽命[15-16]。

近期線粒體自噬與鐵死亡的相關(guān)機(jī)制探討，提供了疾病治療的新靶點(diǎn)。有研究表明，2型糖尿病骨質(zhì)疏松患者的治療過程中，氧化磷酸化解偶聯(lián)劑碳酰氰基-對-氯苯腙（carbonyl cyanide-m-chlorophenyl hydrazine， CCCP）干預(yù)可激活PINK1/Parkin通路，增強(qiáng)成骨細(xì)胞線粒體自噬，同時谷胱甘肽過氧化物酶4（glutathione peroxidase 4， GPX4）減少，脂質(zhì)過氧化物增多，增加細(xì)胞氧化應(yīng)激，加重成骨細(xì)胞鐵死亡[17]。人卵巢顆粒樣腫瘤KGN細(xì)胞系經(jīng)檸檬酸鐵銨（ferric acid citrate， FAC）處理后，可激活轉(zhuǎn)TFRC，增加鐵含量，而TFRC可激活PINK1信號，誘導(dǎo)線粒體自噬；同時FAC上調(diào)鐵攝取誘導(dǎo)的長鏈脂酰輔酶A合成酶4（acyl-CoA synthetase long chain family member 4， ACSL4），促進(jìn)線粒體自噬活化和GPX4降解，并誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化，進(jìn)一步促進(jìn)KGN細(xì)胞的鐵死亡[18]。線粒體鐵代謝中，NEET蛋白屬于Fe-S蛋白家族，含有獨(dú)特的CDGSH氨基酸序列，可參與鐵硫蛋白穩(wěn)態(tài)維持及氧化還原調(diào)控[19]。NEET蛋白可分為3種：CDGSH鐵硫結(jié)構(gòu)域1（CDGSH iron sulfur domain1， CISD1）位于線粒體外膜，CDGSH鐵硫結(jié)構(gòu)域2（CDGSH iron sulfur domain 2， CISD2）位于線粒體外膜及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，CDGSH鐵硫結(jié)構(gòu)域2（CDGSH iron sulfur domain3， CISD3）則局限于線粒體內(nèi)[19]。研究表明，線粒體鐵硫蛋白NEET基因缺失，游離鐵增加，通過抑制線粒體分裂/融合，觸發(fā)線粒體自噬和鐵死亡，而鐵螯合劑可抑制以上機(jī)制[20-21]。鐵死亡誘導(dǎo)劑Erastin則可增加CISD3基因敲除的小鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞系（HT-22細(xì)胞）Parkin的表達(dá)，激活線粒體自噬，并促進(jìn)鐵死亡和脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生。因此，刺激PINK1-Parkin依賴的線粒體自噬，在CISD3蛋白介導(dǎo)的鐵死亡中起保護(hù)作用[22]。

綜上所述，研究者們提出PINK1/Parkin依賴及非依賴線粒體自噬調(diào)節(jié)通路，可能與鐵死亡機(jī)制密切相關(guān)，而靶向作用于線粒體自噬調(diào)節(jié)關(guān)鍵蛋白能有效抑制鐵死亡。

1.2? 線粒體分裂/融合與鐵死亡

線粒體分裂和融合是線粒體數(shù)量和形態(tài)動態(tài)變化的過程，是維持線粒體平衡的重要機(jī)制。線粒體分裂受動力相關(guān)蛋白1（dynamin-related protein1，? Drp1）等的調(diào)節(jié)，而與線粒體融合相關(guān)的蛋白包括線粒體融合蛋白1（mitofusins 1， MFN1）和線粒體融合蛋白2（mitofusins 2， MFN2）[6]。線粒體結(jié)構(gòu)調(diào)整需依靠GTP水解酶，其中線粒體分裂的胞質(zhì)蛋白Drp1從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至線粒體膜，誘導(dǎo)其普通分裂及由定位受體驅(qū)動的裂變[23]；而定位于線粒體膜的MFN1/2及視神經(jīng)萎縮蛋白1（optic atrophy protein1， OPA1），負(fù)責(zé)參與線粒體融合[24]。神經(jīng)元氧糖剝奪/復(fù)氧（oxygen and glucose deprivation/reperfusion， OGD/R）培養(yǎng)中，OPA1蛋白水解增加，促進(jìn)了線粒體分裂[25]。研究表明，Drp1可與3種線粒體結(jié)合蛋白相互作用，包括線粒體分裂因子（mitochondrial fission proteins， MFF）、線粒體分裂蛋白1（mitochondrial fission protein 1， FIS1）、線粒體延長因子1（mitochon？鄄drial elongation factor 1， MIEF1）和線粒體延長因子2（mitochondrial elongation factor 2， MIEF2），通過結(jié)合、纏繞、收縮，繼而切斷線粒體膜，導(dǎo)致線粒體分裂[26]。MIEF可以競爭性地減少FIS1與MFN1和MFN2的相互作用，抑制線粒體斷裂，促進(jìn)線粒體融合[23，26]。由此，在線粒體分裂融合機(jī)制研究中發(fā)現(xiàn)，MIEF可能是調(diào)節(jié)線粒體分裂和融合平衡的樞紐。

近期研究發(fā)現(xiàn)，線粒體的分裂/融合與鐵代謝密切關(guān)聯(lián)。鐵離子聚集導(dǎo)致線粒體ROS表達(dá)增加，從而干擾線粒體分裂/融合[27]。β-地中海貧血小鼠模型中鐵超載可誘導(dǎo)Drp1/MFN2降低，改變線粒體分裂和融合間的平衡[28]。鐵離子處理后C57/BL6小鼠海馬組織的Drp1表達(dá)上調(diào)[29]。研究發(fā)現(xiàn)，鐵過載導(dǎo)致的游離鐵水平升高能夠增加人間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞（mesenchymal stem cell， MSC）的MFF在155位絲氨酸的磷酸化（p-Ser155-MFF）水平和Drp1總蛋白水平，同時伴隨著線粒體Drp1在616位絲氨酸磷酸化（p-Ser616-Drp1）水平的增加和Drp1在637位絲氨酸磷酸化（p-Ser637-Drp1）水平的降低，使Drp1由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到線粒體外膜上，從而促進(jìn)線粒體裂變[30]。鐵超載增加了HT-22細(xì)胞Ca2+的表達(dá)，誘導(dǎo)Drp1在637位絲氨酸（Ser637-Drp1）去磷酸化，導(dǎo)致線粒體分裂[31]。HT-22細(xì)胞的OGD/R細(xì)胞模型中，MFN2蛋白的表達(dá)顯著降低，新型鐵螯合劑BHAPI處理后MFN2蛋白的表達(dá)明顯增多，并起到維持鐵穩(wěn)態(tài)的作用[32]。脂肪細(xì)胞因子（Apelin）-13可促進(jìn)線粒體鈣離子單向轉(zhuǎn)運(yùn)體（mitochondrial calcium uniporter， MCU）的表達(dá)，導(dǎo)致線粒體鐵超載，觸發(fā)Fenton反應(yīng)，誘導(dǎo)線粒體ROS的產(chǎn)生，從而增加Drp1、PINK1、Parkin的表達(dá)，促進(jìn)人主動脈平滑肌細(xì)胞（human aortic vascular smooth muscle cell，? HA-VSMC）的增殖[33]?？拱d癇研究中，吡侖帕奈（Perampanel）干預(yù)H2O2處理的原代神經(jīng)元后，Drp1、p-Ser616-Drp1表達(dá)增加，PINK1和Parkin蛋白顯著增加，鐵死亡抑制相關(guān)蛋白GPX4、溶質(zhì)載體家族7成員11（solute carrier family 7 member 11， SLC7A11）、鐵蛋白重鏈多肽1（ferritin heavy chain1， FTH1）蛋白表達(dá)增加，細(xì)胞內(nèi)Fe2+的水平顯著降低。因此，Perampanel處理可以在氧化應(yīng)激條件下調(diào)節(jié)線粒體動態(tài)變化同時，抑制鐵死亡的發(fā)生[34]。

1.3? 線粒體生物合成與鐵死亡

線粒體生物合成是線粒體基因與細(xì)胞核基因協(xié)調(diào)表達(dá)，完成線粒體增殖及蛋白合成的一系列生物過程，包括ETC電子傳遞、氧化磷酸化及ATP生成等[35]。線粒體生物合成由線粒體DNA（mitochondrial DNA， mtDNA）的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯與核編碼蛋白的轉(zhuǎn)錄、翻譯等多個步驟組成。腦缺血研究中，涉及線粒體生物合成相關(guān)信號通路包括過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活劑1-α（peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1alpha，PGC-1α）、AMP活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase， AMPK）、核呼吸因子1/2（nuclear respiratory factor1/2， NRF1/2）、線粒體轉(zhuǎn)錄因子A（mitochondrial transcription factor A， TFAM）及沉默信息調(diào)節(jié)因子1（sirtuin-1， SIRT1）[6，24]。神經(jīng)元糖剝奪培養(yǎng)研究中，過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferator-activated receptor-gamma， PPARγ）可上調(diào)PGC-1α、NRF1、TFAM、MFNs和細(xì)胞色素C（Cytochrome C， Cyt-C）氧化酶亞基Ⅰ和Ⅳ的表達(dá)[36]。NRF1/2作為PGC-1α下游轉(zhuǎn)錄因子靶標(biāo)，參與干預(yù)mtDNA編碼的線粒體蛋白的表達(dá)。TFAM基因則包含NRF1/2的共識結(jié)合序列，能與mtDNA的D環(huán)區(qū)域啟動子序列特異性結(jié)合，是mtDNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制所必需因子[37]。

鐵代謝與線粒體生物合成相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，鐵離子濃度可干預(yù)線粒體生物合成。如鐵超載促進(jìn)β-地中海貧血小鼠的PGC-1α表達(dá)，增加其線粒體生物合成[28]。鐵螯合劑去鐵胺（deferoxamine， DFO）處理后，C2C12小鼠成肌細(xì)胞因缺鐵可導(dǎo)致PGC-1α介導(dǎo)的線粒體生物合成減少[38]。鐵缺乏通過減少核編碼線粒體基因乙?；瑢€粒體生物合成進(jìn)行表觀遺傳調(diào)節(jié)[39]。癌癥研究中發(fā)現(xiàn)，干預(yù)線粒體生物合成相關(guān)蛋白通路可調(diào)節(jié)鐵死亡，轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子核蛋白1（nuclear protein-1， NUPR1）基因抑制劑ZZW-115干預(yù)胰腺導(dǎo)管腺癌和肝細(xì)胞癌來源的細(xì)胞株（PDAC細(xì)胞和HCC細(xì)胞），可降低谷胱甘肽（glutathione， GSH）和GPX4活性，同時下調(diào)線粒體生物合成的關(guān)鍵蛋白TFAM的表達(dá)，導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化物聚集及細(xì)胞鐵死亡[40]。胰腺癌治療研究中發(fā)現(xiàn)，免疫缺陷病毒感染的抗病毒藥物Zalcitabine可通過促進(jìn)TFAM降解，干預(yù)人胰腺癌細(xì)胞PANC-1和Capan2細(xì)胞脂質(zhì)過氧化物積聚與mtDNA應(yīng)激，觸發(fā)自噬依賴性鐵死亡[41]。由此，鐵代謝異常（鐵超載、缺鐵）均能干預(yù)線粒體生物合成，而其中TFAM通路蛋白可能是線粒體生物合成與鐵死亡的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

由上可知，MQC與鐵死亡聯(lián)系密切?；贛QC調(diào)節(jié)，維持線粒體形態(tài)相對穩(wěn)態(tài)，減輕線粒體功能損傷，可起到抗鐵死亡的作用（見表1）。

2 IS線粒體質(zhì)量控制異常與神經(jīng)元鐵死亡的關(guān)聯(lián)研究

2.1? IS中MQC與鐵死亡關(guān)聯(lián)機(jī)制

腦卒中即中風(fēng)，是常見的急性腦血管病。到2019年，我國新發(fā)腦卒中病例高達(dá)3 940萬，發(fā)病率較1990年上升了86%，死亡率上升了32.3%，是世界第二大死亡原因之一，而所有中風(fēng)病中，70%以上為IS[42]。隨著IS發(fā)病率和致殘率的持續(xù)上升，研究者們在更積極探索其病理生理新機(jī)制。

研究者們發(fā)現(xiàn)，IS導(dǎo)致線粒體自噬、線粒體動力學(xué)異常和線粒體生物合成受損[43]。同時，腦缺血誘發(fā)神經(jīng)元鐵死亡，而鐵螯合劑（例如去鐵胺、環(huán)吡羅司和去鐵酮）可通過減少細(xì)胞內(nèi)游離鐵離子抑制鐵死亡[44-45]。有研究提出，抑制線粒體損傷作為調(diào)節(jié)鐵依賴性神經(jīng)元鐵死亡的機(jī)制，可能是IS的潛在治療策略[46]。鐵死亡誘導(dǎo)劑RSL3導(dǎo)致神經(jīng)元HT22細(xì)胞線粒體碎片化、線粒體膜電位喪失和減少線粒體呼吸，而ROS清除劑MitoQ可起到抑制線粒體形態(tài)及功能損傷，保護(hù)神經(jīng)元作用[47]。線粒體融合蛋白（Mitofusin， MFN）是發(fā)動蛋白（Dynamin）超家族中重要一員，對線粒體融合/分裂的結(jié)構(gòu)形態(tài)具有重要的調(diào)節(jié)作用[48]。同時，有研究者提出Dynamin抑制劑Dynasore可通過抑制線粒體呼吸及脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，減輕腦缺血后鐵死亡導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷[48]。腦缺血后，促進(jìn)線粒體生物合成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄激活劑NRF2可介導(dǎo)調(diào)節(jié)神經(jīng)元鐵死亡[49]。由此可見，腦卒中后MQC與鐵死亡的關(guān)聯(lián)機(jī)制研究仍處于起步階段，揭示MQC與鐵死亡發(fā)生、發(fā)展的相關(guān)病理機(jī)制，可為IS防治提供重要的分子靶點(diǎn)。以上概述見圖1。

2.2? 中醫(yī)藥靶向線粒體質(zhì)量控制及鐵死亡治療IS的研究

中醫(yī)藥在IS臨床應(yīng)用中有著獨(dú)到的優(yōu)勢，它的作用機(jī)制與多方面有關(guān)，具體包括抗興奮性氨基酸、抗自由基損傷、抑制鈣超載、調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬、調(diào)節(jié)凋亡、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管新生和神經(jīng)修復(fù)等[50]。在中醫(yī)理論中，“氣”是組成并維系著人體生命活動的基礎(chǔ)[51]。氣化可促使精、氣、血、津液等物質(zhì)的新陳代謝及相互轉(zhuǎn)化[52]。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為氣是萬物生化本源[52-53]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，線粒體是細(xì)胞的“能量工廠”[54]，線粒體進(jìn)行能量合成與中醫(yī)的氣有一定相似之處[53，55]。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為，“精”“氣”“血”“津”“液”是構(gòu)成機(jī)體的基礎(chǔ)，也是維持生命活動的基本物質(zhì)。其中，“精”是組成人體的最基礎(chǔ)的物質(zhì)，也是保持身體健康的重要因素?！皻狻笔菑摹熬敝挟a(chǎn)生的極其細(xì)小的物質(zhì)，再和肺部所吸收的天地間清氣結(jié)合在一起形成的[55-56]。生理學(xué)提出線粒體為“能量工廠”，是細(xì)胞內(nèi)氧化磷酸化和ATP生成的主要場所[54]。有研究者提出，“氣”與ATP化生同源，“氣”與線粒體功能統(tǒng)一[52，56-57]：（1）機(jī)體吸入的氧氣和消化吸收的小分子物質(zhì)參與線粒體的氧化磷酸化反應(yīng)，產(chǎn)生ATP；中醫(yī)理論中，氧氣和通過肺吸收的自然清氣有很大的關(guān)系，而這些小分子物質(zhì)就是由脾胃運(yùn)化成的水谷精微，也就是谷氣。所以，“氣”與ATP都來自于同一種物質(zhì)，其來源也是同一種物質(zhì)。（2）中醫(yī)學(xué)理論中“氣”可推動與調(diào)控、溫煦與涼潤、防御與固攝；而線粒體提供ATP，是生命活動能量的直接來源，參與全身器官系統(tǒng)防御和調(diào)節(jié)等各生理功能。由此，中醫(yī)學(xué)中的氣與線粒體的內(nèi)涵相關(guān)及功能統(tǒng)一。王清任在《醫(yī)林改錯》中認(rèn)為“元?dú)饧忍?，必不能達(dá)于血管，血管無氣，必停留而瘀”，表明是由于氣血不足而造成血瘀[58-59]。因此，中醫(yī)學(xué)認(rèn)為“氣虛血瘀”是腦卒中的重要發(fā)病機(jī)制。血液的流動離不開氣的作用，在中風(fēng)的發(fā)生過程中，氣虛是其發(fā)病基礎(chǔ)，而血瘀是其疾病產(chǎn)物[60]，故治療多用益氣活血中藥及其單體[59]。近年來，研究者們開始探討中藥通過調(diào)節(jié)MQC及抑制鐵死亡減輕腦缺血損傷的新機(jī)制。

有關(guān)線粒體自噬的研究表明，黃芩苷能有效調(diào)控缺氧再灌注PC12細(xì)胞模型線粒體自噬相關(guān)蛋白BNIP3、Parkin、FUNDC1的mRNA表達(dá)，可通過干預(yù)線粒體自噬減輕神經(jīng)元損傷[61]；而黃芩苷抑制鐵死亡的治療機(jī)制，是通過干預(yù)二價金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（divalent metal transporter1， DMT1），上調(diào)溶質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族3成員2（Solute carrier family 3 member 2， SLC3A2）、GPX4的表達(dá)實現(xiàn)[62]。在干預(yù)腦缺血再灌注小鼠線粒體質(zhì)量控制機(jī)制研究中，白藜蘆醇可激活PINK1和Parkin蛋白的表達(dá)，促進(jìn)線粒體自噬[63-64]，也能通過活化AMPK/PGC-1α/TFAM通路，增加mtDNA拷貝數(shù)，促進(jìn)線粒體生物合成[63]。另有研究報道，白藜蘆醇干預(yù)可上調(diào)腦出血模型大鼠GPX4蛋白表達(dá)，減少脂質(zhì)氧化產(chǎn)物丙二醛（malondialdehyde， MDA）生成，抑制神經(jīng)元鐵死亡[65]。

線粒體動力學(xué)的研究表明，活血祛瘀代表方補(bǔ)陽還五湯可下調(diào)缺血再灌注腦損傷大鼠Drp1、FIS1、Cyt-C的表達(dá)水平，抑制線粒體分裂，減輕大鼠海馬神經(jīng)元缺氧復(fù)氧損傷[66]；網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)篩選PC12細(xì)胞氧化應(yīng)激模型的相關(guān)鐵死亡靶點(diǎn)并進(jìn)行驗證，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)陽還五湯可能通過熱休克蛋白90（heat shock protein 90， HSP90）、表皮生長因子受體（epidermal growth factor receptor， EGFR）、生長因子受體結(jié)合2（growth factor receptor-bound protein 2，GRB2）等靶點(diǎn)及控絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase， MAPK）、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B（phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B， PI3K/AKT）等信號通路抑制鐵死亡，緩解腦缺血的繼發(fā)性損傷[67]。丹參酮ⅡA干預(yù)大鼠局灶性腦缺血再灌注后，可改善缺血區(qū)腦血流量、下調(diào)Drp1及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（cysteinyl aspartate specfic protease 3， Caspase-3）表達(dá)，起到抑制線粒體分裂及神經(jīng)元凋亡的作用[68]；鐵代謝調(diào)節(jié)研究發(fā)現(xiàn)，丹參酮ⅡA可抑制腦缺血后鐵死亡，其作用機(jī)制包括調(diào)節(jié)鐵穩(wěn)態(tài)，抑制脂質(zhì)過氧化物的生成[69]，以及下調(diào)DMT1，增加膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ferroportin1， FPN1）表達(dá)，減少鐵聚集[70]。

線粒體生物合成的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷對6-羥基多巴胺誘導(dǎo)的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤SH-SY5Y細(xì)胞株損傷具有一定的保護(hù)作用，該保護(hù)機(jī)制可能與激活Nrf2、抑制氧化應(yīng)激和促進(jìn)線粒體生成有關(guān)[71]；同時，三七總皂苷可顯著降低局灶性腦缺血大鼠炎癥因子白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β， IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α， TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（interleukin-6， IL-6）的表達(dá)，抑制游離二價鐵離子和脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA的表達(dá)，增加GSH及GPX4水平，通過干預(yù)炎癥和抑制鐵死亡保護(hù)神經(jīng)元[72]。

腦卒中的中藥治療具有多靶點(diǎn)、多通路的干預(yù)特征。研究發(fā)現(xiàn)，益氣活血中藥復(fù)方及單體可有效調(diào)節(jié)IS后線粒體質(zhì)量控制，抑制神經(jīng)元鐵死亡。進(jìn)一步研究探討兩者在腦卒中后的關(guān)聯(lián)機(jī)制，可為IS的治療提供新思路，為藥物干預(yù)提供關(guān)鍵靶點(diǎn)。以上概述見表2。

3 前景與展望

線粒體是糖類、脂肪和氨基酸通過三羧酸循環(huán)與氧化磷酸化過程釋放能量的場所，被稱為“能量工廠”。MQC包括線粒體自噬、線粒體分裂/融合及線粒體生物合成。鐵離子是鐵硫蛋白的合成底物，既可作為電子傳遞蛋白質(zhì)的輔基，參與能量轉(zhuǎn)移，又可作為某些酶的活性基團(tuán)，參與各種生化反應(yīng)。MQC與鐵死亡關(guān)聯(lián)機(jī)制的研究可為疾病防治提供新的治療靶點(diǎn)。IS后MQC異常，同時缺血誘發(fā)神經(jīng)元鐵死亡。關(guān)于IS后MQC與鐵死亡損傷機(jī)制關(guān)聯(lián)靶點(diǎn)的研究鮮有報道；中藥防治IS具有獨(dú)特優(yōu)勢，其作用機(jī)制涉及多方面，而干預(yù)IS后MQC及鐵死亡的研究多處于起步階段。因此，探討IS發(fā)生后MQC及鐵死亡關(guān)聯(lián)病理機(jī)制，可為藥物防治研究拓寬新方向，也為篩選新的有效中藥提供重要的分子靶點(diǎn)和技術(shù)平臺。

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