NCOA4-铁蛋白自噬致ferroptosis 在蛛网膜下腔出血后认知功能障碍中的作用及相关机制研究

Ferroptosis , a newly discovered cell death pattern , has participates in various diseases pathogenesis . Ferroptosis could induce the release of damage-related factors (DAMPs), and induce inflammatory responses. Our previous study have found subarachnoid hemorrhage (SAH) demonstrated iron overload and increased autophagy,ferritinophagy induce ferroptosis,iron metabolism is related to cognitive dysfunction，. It is unclear whether ferritinophagy-related ferroptosis lead to SAH brain injury or cognitive dysfunction. Based on previous study, we use ferroptosis inhibitors or inducer, or RNA interference or gene overexpression technology to interfere with the expression of NCOA4 and ferritin, and investigate the ferritinophagy、ferroptosis and DAMPs related factors, to explore: The effect of ferroptosis on brain injury and cognitive dysfunction; whether ferroptosis aggravate cognitive dysfunction by DAMPs ; the regulatory effects of ferritinophagy on ferroptosis. Finally, we investigate whether inhibition of ferroptosis can fully improve prophylactic effects of autophagy inducer.

铁坏死（ferroptosis）,新发现的一种细胞死亡方式，参与了多种疾病的病理过程。铁坏死过程释放损伤相关因子（DAMPs），引起炎性反应。前期研究发现SAH后脑组织存在铁超载及自噬水平上调，而铁自噬可以诱导铁坏死，铁代谢紊乱与认知功能障碍有关，目前尚不清楚铁自噬致ferroptosis是否与SAH认知功能障碍有关。本研究拟在前期研究的基础上，应用铁坏死诱导剂、抑制剂等药物干预，或者利用RNA干扰及过表达技术干扰铁自噬关键基因NCOA4及铁蛋白表达，检测体内外SAH模型中游离铁离子，铁自噬、ferroptosis以及DAMPs相关因子表达情况，探讨：NCOA4--铁蛋白自噬致ferroptosis对SAH认知功能障碍的影响及相关机制；最后探讨基于抑制NCOA4基因表达来抑制ferroptosis能否充分发挥促自噬药的脑保护作用，进一步改善实验大鼠认知功能障碍。

铁坏死是铁依赖的脂质氧化引起的一种新型细胞死亡方式。铁坏死与脑脊髓外伤、脑肿瘤及脑退行性密切相关。然而，铁坏死在蛛网膜下腔出血(SAH)中的作用及作用机制仍不明确，需要进一步研究。本研究旨在探讨铁坏死对蛛网膜下腔出血(SAH)后早期脑损伤及神经功能预后的影响。本实验采用细胞实验及动物实验从体内体外两方面进行研究。结果表明，经铁坏死抑制剂Ferristatin-1治疗24小时后，SAH模型大鼠的神经功能评分、血脑屏障通透性和脑水肿均有改善。透射电镜、免疫荧光及Western等方式证实经ferristatin-1治疗后SAH实验大鼠24小时后大脑皮层神经元出现线粒体皱缩，GPx4及MDA等铁坏死特征性指标明显降低。另一方面，铁坏死抑制剂ferristatin-可以抑制损伤相关的分子模式(DAMP)和下游炎症因子的释放及表达，同时通过抑制铁坏死可以减轻体外SAH模型培养神经元的坏死。研究还发现p53抑制剂pifithinα能显著抑制蛛网膜下腔出血皮质神经元铁坏死，改善实验大鼠SAH预后。综上所述，铁坏死可以加重蛛网膜下腔出血后脑损伤，靶向铁坏死相关因子可能成为治疗蛛网膜下腔脑损伤的有效靶点。