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从铁死亡探讨肝主疏泄的微观机制及其在抑郁症中的作用

高兴 黄奕可 庞紫歆 杨晴晴 张铭珈通讯作者
  
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2024年46期
浙江中医药大学 浙江 杭州 310053

摘要: 本文阐述了对抑郁症肝主疏泄微观机制的探究,揭示抑郁症下肝主疏泄作用的中医内涵,从细胞层面提出铁死亡在抑郁症中的作用以及与肝主疏泄的关系,总结并分析中医情志病内在微观的变化机理,提出新颖的关键研究方向以及论证依据,对临床上根据肝主疏泄思路治疗抑郁症的开展具有重要启发意义。

关键词: 抑郁症;铁死亡;肝主疏泄;线粒体;中医;综述

抑郁症是以显著而持久的心境低落为主要临床特征的疾病。课题组对抑郁症研究多年,该病属于中医情志病范畴,与中医理论肝主疏泄功能相关,且应用调肝治法可以取得较好的临床疗效[1]。肝主疏泄是中医脏象理论的重要内容之一, 可以维持全身气机疏通畅达。细胞是构成人体最基本的功能单位,肝主疏泄将在微观细胞层面得以发挥。

铁死亡是一种新的铁依赖性脂质过氧化产物堆积的细胞死亡过程[2],脂质过氧化产物堆积也被认为是气机失调的结果[3,4],因此肝主疏泄功能失调与铁死亡具有一定相关性。本文将从铁死亡的角度出发,从细胞层面去探讨肝主疏泄在抑郁症中的作用,为治疗抑郁症提供新诊疗视角。

1铁死亡在抑郁症中的作用

铁死亡在形态学、生化和遗传学上皆异于调亡、坏死、自噬等众所周知的细胞死亡形式。其特征是细胞质膜完整,线粒体膜密度增加、脂肪酸释放增加、胞质中脂质ROS增多等[2]。Lian等[5]人研究表明,甲磺酸去铁胺-一种铁死亡剂可以阻止抑郁引起的神经损伤。因此,铁死亡是促进抑郁症发生发展的重要机制之一。近年来,关于铁死亡领域的基础研究突飞猛进,其相关机制也逐渐明晰,主要包括systemXc-、GPX4、铁代谢以及脂质代谢等。

1.1 system Xc-和GP4与抑郁症的关系

System Xc-由轻链亚基SLC7A11和重链亚基SLC3A2组成,是一种胱氨酸(cysteine)/谷氨酸盐反转运体,可将细胞内谷氨酸转运至胞外,同时将胞外胱氨酸转运至胞内后,在转硫通路中合成谷胱甘肽(GSH),后者是GPX4调控因子, GPX4可以将有毒的脂质过氧化物还原为无毒的脂醇。因此,细胞内直接抑制GPX4活性(RSL3)或通过抑制system Xc-(Erastin)间接抑制GPX4活性,皆可引发脂质过氧化物堆积,进而导致铁死亡发生。Wigner等[6]人利用TaqMan探针对281例抑郁症患者和229例正常人外周血DNA进行分析,发现GPX4多态性与抑郁症的发生相关。

1.2铁过载与抑郁症的关系

铁死亡是一种铁依赖性细胞坏死。现已证实铁超载可以导致细胞铁死亡[7]。因此与铁代谢相关的蛋白质,如转铁蛋白(TF)、转铁蛋白受体1(TFR1)、铁卟啉(FPN)等皆是铁死亡的重要介导者。此外,铁自噬可以通过降解铁蛋白,释放铁离子,催化Fenton反应,形成破坏性脂质过氧化物,最终导致铁死亡发生。铁自噬是一种NCOA4介导的选择性自噬,NCOA4可识别铁蛋白并将其传递至溶酶体后降解。Mehrpouya等[8]人研究表明高剂量的铁在应激情况下增加神经元的退化和损失,而铁螯合剂-一种铁死亡抑制剂可以逆转该效应。

1.3脂质过氧化与抑郁症的关系

一项采用全基因组CRISPR的基因筛选系统和对抗铁死亡细胞系的微阵列分析的研究发现,ACSL4通过积累氧化细胞膜磷脂来诱导铁下垂[9]。在ACSL4催化下,多不饱和脂肪酸(PUFA)产生酰基PUFA -Coa。后者在LPCAT3作用下酯化成磷脂酰乙醇胺(PL-PUFA),最终诱导铁死亡发生。此外,铁下垂抑制蛋白1(FSP1)通过NADPH催化辅酶Q10(CoQ10)生成泛醌。NADPH是一种降低LPO的亲脂自由基清除剂,辅酶Q10是MVA通路的重要产物,以上表明脂质代谢参与铁死亡过程。Lee等[10]人研究表明年龄大的(18个月)小鼠在海马中NADPH氧化酶和氧化应激的上调与抑郁症的易感性有关。Mariola等[11]人研究发现慢性应激大鼠前额叶皮质脂质过氧化物含量增加。

铁死亡作为一种新的调节性细胞死亡模式,在抑郁症的发生发展中有着重要的调控作用。中医学中并无“抑郁症”的概念,中医的藏象学说和七情学说将其归属于情志病范畴,从病因学的角度分析,情志病与肝的疏泄功能关系密切。

2从抑郁症视角探讨肝主疏泄的中医内涵

肝主疏泄是中医肝藏象理论的主要内容。疏,即疏通、舒畅、畅达;泄,即宣泄、宣散、升发。《黄帝内经》虽无“肝主疏泄”的明确记载,但其理论来源于《内经》。在总结相关文献后,肝主疏泄的功能有以下三点:第一,调畅气机,以疏肝气;第二,促进血液、津液的正常运行与输布;第三,促进男子排精、女子排卵与行经。调畅气机在肝主疏泄的生理功能中处于主导地位,其他作用皆在调畅气机的基础上派生而来。

2.1调畅气机与抑郁症

气机,是指气的升降出入运动,是中医对脏腑功能的高度概括。《素问》曰:“百病生于气也, 怒则气上, 喜则气缓, 悲则气消……”。故在抑郁症治则上,有治郁先治气,调气先疏肝之说。一项Meta分析结果提示[12], 柴胡疏肝散在抑郁症的治疗上有较好的有效率和痊愈率,且采用中西联合用药与单一使用药物相比,痊愈率和有效率均有显著增高。

2.2痰湿与抑郁症

《杂病源流犀烛》曰“由气成积,由积生痰,痰甚则气不得宣而愈甚”。肝主疏泄与各脏腑气机的疏调、津液输布代谢的正常关系密切。肝失疏泄,气机不畅,津液不行,痰湿内生。宋瑞雯等[13]研究表明,加味温胆汤可逆转抑郁模型大鼠海马CA3区神经元超微结构损害所致的神经元萎缩并改善旷场实验结果。

2.3肾精与抑郁症

朱丹溪在《格致余论》中提出“司疏泄者肝也”,其内涵主要指肝对于肾精的疏泄作用。肾藏精,化为髓,藏于脑,脑为髓海, 如肝主疏泄功能正常,肾精得以滋养髓海,则脑神健,精力充沛, 精神饱满;如肝失疏泄,久之耗伤肾精,髓海失充,脑神失养,则善恐惊悸、兴趣索然。此外,HPA轴失调是重度抑郁症的病理生理机制之一,也被认为是中医理论中肾精亏虚的本质[14]。宋美卿[15]等研究表明,疏肝对药香橼佛手可以改善抑郁大鼠体质量、糖水偏爱率、旷场试验水平,并抑制HPA轴功能亢进。

抑郁症发生发展的中医病机演变是从实到虚的过程,初期抑郁症以肝气郁结、肝郁气滞等实证为主,中期出现虚实夹杂,后期因抑郁日久,累及心肾,出现肝肾阴虚,心肾不交,甚则髓海不足从而引起一系列情志改变。课题组前研究发现,疏肝方四逆散、补肾方六味地黄丸皆可改善大鼠抑郁样行,其中疏肝方四逆散疗效最为明显。以上提示在抑郁症发病发展中,肝失疏泄是其主因。

3铁死亡与肝失疏泄的关系

3.1铁死亡与气滞的关系

中医认为气是构成万物的本源,源于水谷精微物质,是一切生命活动的原动力。ATP存在于每一个细胞中,也是构成机体的重要物质,它来源于三大营养物质并参与细胞内多种生理活动。基于二者的相似性,ATP可以看作是细胞中“气”的具体体现[16]。因此,肝失疏泄导致的气滞,在细胞层面可能表现为ATP异常。Neitemeier等[17]人研究发现,Erasin诱导神经元细胞铁死亡后,线粒体膜电位损失,线粒体破碎增强,ATP水平异常。

3.2铁死亡与痰湿的关系

气对津液有输布和排泄作用,气行则水行,肝疏泄功能正常,气推动津液输布全身,如肝失疏泄,气机不畅,气化功能减弱,津液不能正常气化,则转化形成痰湿。脂质过氧化物(LPO)是人体内多聚不饱和脂肪酸和氧自由基(OFR)结合后,经过一系列复杂反应形成的。当体内多聚不饱和脂肪酸过氧化反应增强,LPO水平随之升高。在研究冠心病、高脂血症以及中风的中医症型中,痰浊雍盛型患者的血清中LPO的水平均增高[18,19]。提示中医中病理产物痰湿与脂质氧化物存在相关性。而脂质过氧化物和脂质活性氧自由基生成增多是铁死亡的核心。

3.3铁死亡与神经干细胞的关系

肾精分为先天之精与后天之精,其中先天之精禀受于父母,具有生殖繁衍作用。现代医学中胚胎干细胞由父母双方的精子与卵子结合后形成,同样具有生殖繁衍作用。中医“肾精”与干细胞在本质上具有一致性[20]。在肝的疏泄作用下肾藏精的作用才能发挥,如肝主疏泄异常,则肾精消耗太过,肝失疏泄也将影响干细胞的增殖能力。胡海燕研究表明[21],疏肝药四逆散可改善因慢性应激造成的海马神经干细胞减少。同时,孙婉莹研究表明[22],铁死亡抑制剂可提高神经干细胞的增殖率。

4疏肝解郁在抑郁症中治疗机制

中医所涉及抑郁症的治疗中包括药物、针灸等,以“疏肝解郁”作为治疗的核心环节,且根据不同时期所侧重的症候不同辅以相应治疗方法。从细胞的微观层面上讲,该法可通过调节细胞铁死亡以稳定ATP含量、清除细胞脂质过氧化物的堆积以及影响神经干细胞的增殖。故“疏肝解郁”可调控细胞发生铁死亡,促进体内“痰湿”的清除。综上所述,铁死亡的过程可能是抑郁症“肝失疏泄”的微观机制。

参 考 文 献

[1]张铭珈、张怡、倪慧等:《四逆散对慢性应激大鼠行为学以及海马区自噬的影响》,《中药材》2020年第03期,第707-711页。

[2]Dixon S. J., Lemberg K. M. & Lamprecht M. R. et al., “Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death,” Cell, Vol.149, No.5(2012), pp.1060-1072.

[3]宗威、吴锋:《大数据时代下数据质量的挑战》,《西安交通大学学报(社会科学版)》2013年第5期,第38-43页。[Wei ZONG & Feng W. U.:《The Challenge of Data Quality in the Big Data Age》,《Journal of Xi'an Jiaotong University (Social Sciences)》2013年第5期,第38-43页。]

[4]杨宇峰、刘军彤:《基于代谢组学的代谢综合征痰湿证生物标志物研究》,《时珍国医国药》2020年第02期,第509-512页。

[5]Lian X. Y. & Stringer J. L., “Energy failure in astrocytes increases the vulnerability of neurons to spreading  depression,” Eur J Neurosci, Vol.19, No.9(2004), pp.2446-2454.

[6]Wigner P., Czarny P. & Synowiec E. et al., “Variation of genes involved in oxidative and nitrosative stresses in depression,” Eur Psychiatry, Vol.48(2018), pp.38-48.

[7]Zhang P., Chen L. & Zhao Q. et al., “Ferroptosis was more initial in cell death caused by iron overload and its  underlying mechanism in Parkinson’s disease,” Free Radic Biol Med, Vol.152(2020), pp.227-234.

[8]Mehrpouya S., Nahavandi A. & Khojasteh F. et al., “Iron administration prevents BDNF decrease and depressive-like behavior following  chronic stress,” Brain Res, Vol.1596(2015), pp.79-87.

[9]Doll S., Proneth B. & Tyurina Y. Y. et al., “ACSL4 dictates ferroptosis sensitivity by shaping cellular lipid composition,” Nat Chem Biol, Vol.13, No.1(2017), pp.91-98.

[10]Lee J. E., Kwon H. J. & Choi J. et al., “Aging increases vulnerability to stress-induced depression via upregulation of  NADPH oxidase in mice,” Commun Biol, Vol.3, No.1(2020), p.292.

[11]Herbet M., Korga A. & Gawronska-Grzywacz M. et al., “Chronic Variable Stress Is Responsible for Lipid and DNA Oxidative Disorders and  Activation of Oxidative Stress Response Genes in the Brain of Rats,” Oxid Med Cell Longev, Vol.2017(2017), p.7313090.

[12]金卫东、邢葆平、王鹤秋等:《柴胡疏肝散治疗抑郁症对照研究临床疗效的Meta分析》,《中华中医药学刊》2009年第07期,第1397-1399页。

[13]宋瑞雯、张丽萍、陈颖等:《加味温胆汤对抑郁模型大鼠下丘脑神经元超微结构的影响》,《中医药学报》2018年第06期,第33-35页。

[14]贺文彬、张俊龙、陈乃宏:《基于海马-HPA轴负反馈调控机制对中医肾脑关系的理论分析》,《中华中医药杂志》2016年第09期,第3426-3428页。

[15]宋美卿、马澜、贾力莉等:《对药香橼佛手对抑郁大鼠HPT轴和HPA轴功能的影响》,《中华中医药杂志》2017年第10期,第4633-4636页。

[16]高若原、高靖然、赵浩宇等:《基于“线粒体动力学”探讨中药补气机制》,《中国中药杂志》2023年第13期,第3684-3692页。

[17]Neitemeier S., Jelinek A. & Laino V. et al., “BID links ferroptosis to mitochondrial cell death pathways,” Redox Biol, Vol.12(2017), pp.558-570.

[18]黄召谊、董慧、吴汉卿等:《冠心病血瘀证与痰浊证辨证客观化的研究》,《中国中医急症》2010年第11期,第1873-1875页。

[19]陈江宁、王默然:《高脂血症证型与过氧化脂质  超氧化物歧化酶相关性》,《辽宁中医杂志》2006年第12期,第1531-1532页。

[20]罗刘军、祝美珍、陈兰等:《基于“肾-脑髓-干细胞”轴探讨缺血性卒中及神经再生》,《辽宁中医药大学学报》2020年第03期,第104-107页。

[21]胡海燕:《调肝治法影响慢性应激大鼠海马神经干细胞分化机制的研究》: 广州中医药大学, 2015年。

[22]孙婉莹、唐瑛、陈美娟:《法舒地尔干预原代神经干细胞的增殖与分化》,《中国组织工程研究》2019年第09期,第1336-1341页。

基金项目:广东省区域联合基金-青年基金项目, 2021A1515110798, 基于ARNTL泛素化及ATG14/PI3K信号通路调控神经元生物钟自噬探讨四逆散抗抑郁症的作用机制, 2021-10 至 2024-09

通讯作者:张铭珈

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