Editorial: Entwicklung neuartiger Inhibitoren für Ischämie-/Reperfusionsschäden zur Behandlung der Ferroptose

Einführung

Ischämische Herz-Kreislauf-Erkrankungen, eine Erkrankung, die durch eine verringerte oder unterbrochene Durchblutung des Herzens und anderer Herz-Kreislauf-Bereiche verursacht wird, was zu einer Ischämie des Herzmuskelgewebes führt, sind nach wie vor die weltweit häufigste Todesursache, da sie für fast 50 Prozent der jährlichen Todesfälle durch nicht übertragbare Krankheiten verantwortlich sind (Sacco et al., 2016). Zurzeit werden zur Vorbeugung und Behandlung von Herzerkrankungen Änderungen des Lebensstils (Yang et al., 2023), Medikamente und chirurgische Eingriffe eingesetzt, die die Symptome wirksam lindern und die Sterblichkeit senken, aber auch ihre Grenzen und Risiken haben. Derzeit sind die Mechanismen des Fortschreitens von Herz-Kreislauf-Erkrankungen noch nicht gut verstanden, und es besteht dringender Forschungsbedarf. Ferroptose ist eine eisenabhängige und nicht-apoptotische Form des Zelltods, die erst in den letzten Jahren definiert wurde und durch die intrazelluläre Ansammlung von freiem Eisen gekennzeichnet ist, was zur Ansammlung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Lipidperoxidation führt (Dixon et al., 2012), was wiederum zum Bruch der mitochondrialen Außenmembran (Mou et al., 2019) und einer Abnahme des Membranpotentials (Koppula et al., 2020) führt. In den letzten Jahren wurde mit der Vertiefung der Forschung zur Ferroptose festgestellt, dass Ferroptose eine entscheidende Rolle bei ischämischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen spielt, und viele Medikamente wie Propofol (Li et al., 2022) haben in zahlreichen Studien gezeigt, dass sie das Myokard vor Ischämie-Reperfusionsschäden schützen, indem sie die Ferroptose hemmen. Die Entwicklung eines neuartigen, praktischen und effizienten therapeutischen Ansatzes zur Behandlung ischämischer Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch Behandlung der Ferroptose ist zu einem heißen Forschungsthema geworden.

Aus diesem Grund haben wir ein Forschungsthema mit dem Titel „Entwicklung neuartiger Inhibitoren für Ischämie-/Reperfusionsschäden zur Bekämpfung von Ferroptose“ organisiert. Durch die Sammlung von Artikeln über die Anwendung neuartiger Ferroptose-Inhibitoren bei kardialer Ischämie/Reperfusionsverletzung möchten wir eine Verbindung zwischen kardialer Ischämie/Reperfusionsverletzung und Ferroptose herstellen. Wir haben vier hochwertige, verwandte Artikel gesammelt, die im Folgenden kurz zusammengefasst sind.

Pyrrolochinolinchinon und diabetische Kardiomyopathie mit Fokus auf Ferroptose

Zhou et al. zeigten, dass Pyrrolochinolinchinon (PQQ) das Myokard vor hypertrophen Schäden schützt, indem es die mit dem Yes-assoziierten Protein (YAP) verbundene Anti-Ferroptose-Aktivität durch eine in vivo Modell der transversalen Aortenkonstriktion (TAC) bei Mäusen gegen ein in vitro Modell von Phenylephrin (PE)-stimulierten neonatalen Mauskardiomyozyten. In einer früheren Studie (Qu et al., 2022) wurde gezeigt, dass PQQ die diabetische Kardiomyopathie (DCM) bei diabetischen Mäusen lindert, indem es den ROS-NF-κB/NLRP3-vermittelten zellulären Pyroptoseweg hemmt, was darauf hindeutet, dass eine langfristige Nahrungsergänzung mit PQQ bei der Behandlung von DCM wirksam sein könnte. In der vorliegenden Studie wurde gezeigt, dass die Behandlung mit PQQ eine signifikante Wirkung bei der Hemmung der Ansammlung von Eisenionen in Myokardgeweben nach trans-TAC-Operationen und der erhöhten Werte von Malondialdehyd (MDA), einem Marker für antioxidativen Stress, hat und gleichzeitig die zelluläre antioxidative Kapazität signifikant erhöht, wie durch erhöhte Glutathionwerte (GSH) belegt wird. Darüber hinaus verstärkte PQQ die Resistenz von Kardiomyozyten gegen Ferroptose, indem es eine Reihe von Proteinen hochregulierte, die mit Ferroptose in Zusammenhang stehen, wie Glutathionperoxidase 4 (Gpx4), Ferroptose-Suppressorprotein 1 (FSP1) und Coenzym Q10 (CoQ10). Gleichzeitig hemmte PQQ wirksam die Aktivierung von YAP in hypertrophen Herzgeweben und zeigte damit seinen schützenden Wert bei ischämischen Myokarderkrankungen.

Die Aktivierung des Transkriptionsfaktors 3 (ATF3) trägt zur Ferroptose bei durch Sorafenib verursachten Herzschäden bei

Li et al. untersuchten die Rolle von ATF3 bei der Förderung der Ferroptose bei Sorafenib-induzierter Kardiotoxizität, indem sie ein Mausmodell für Sorafenib-induzierte Herzschäden mit und ohne Vorbehandlung mit Ferrostatin-1 (Fer-1) erstellten. in vivo Und in vitro und Vergleich der Daten aus der GEO-Datenbank (GSE146096). Die Analyse ergab, dass ATF3 durch Hemmung der Expression von Slc7a11 zur Entwicklung von Ferroptose bei Sorafenib-induzierter Kardiotoxizität beiträgt und dass die gezielte Hemmung der ATF3-Expression zur Abschwächung der Ferroptose eine neue therapeutische Strategie für die klinische Behandlung von Sorafenib-induzierter Kardiotoxizität darstellt.

Resveratrol schützt vor Herzinfarkt durch Hemmung der Ferroptose

Liu et al. hingegen konzentrierten sich auf die Erforschung der Rolle von Resveratrol (Res) bei Herzinfarkten (MI) bei der Modulation von Ferroptose mit Myokardverletzung und Fibrose. Die Experimente wurden mit einem SD-Ratten-Myokardinfarktmodell mit ligiertem linken vorderen absteigenden Ast (LAD) durchgeführt. gegen In einem zellulären Sauerstoff-Glukose-Mangelmodell (OGD) mit dem H9C2-Modell wurde nachgewiesen, dass Res den Phänotyp des Herzinfarkts bei Ratten teilweise umkehrte, indem es die Ferroptose durch eine Verstärkung der KAT5/GPX4-Expression hemmte. Daher klärte dieses Experiment den Wirkungsmechanismus von Res bei MI und lieferte neue Ziele und Wege für die klinische Behandlung von MI.

Allicin verbessert Arteriosklerose durch Regulierung der Ferroptose

Gao et al. verwendeten eine Kombination aus Netzwerkpharmakologie, Bioinformatik und experimenteller Validierung, um die aktiven Bestandteile von Knoblauch, insbesondere Allicin, bei der Linderung von Arteriosklerose (AS) durch einen durch Ferroptose vermittelten Weg umfassend zu untersuchen. Reaktive Sauerstoffspezies (ROS) spielen eine entscheidende Rolle bei AS (Batty et al., 2022), und Studien haben gezeigt, dass eine Knoblauchergänzung die gesamte antioxidative Kapazität steigern und den Malondialdehydspiegel (MDA) senken kann (Moosavian et al., 2020), wodurch die antioxidative Wirkung verbessert wird. Zunächst identifizierten die Forscher aus mehreren Datenbanken potenzielle AS-Zielgene, die mit den aktiven Bestandteilen von Knoblauch in Zusammenhang stehen. Anschließend verwendeten sie die Cytoscape-Software zur Netzwerkanalyse, um Schlüsselgene und -wege zu identifizieren. Anschließend wurden molekulare Dockingtechniken und bioinformatische Methoden eingesetzt, um die wichtigsten aktiven Bestandteile und ihre Ziele weiter zu bewerten und zu validieren. Schließlich wurden die therapeutischen Wirkungen und Mechanismen von Knoblauch auf AS durch Zell- und Tierversuche untersucht. Diese Studie zeigt die antioxidativen und Ferroptose-hemmenden Wirkungen von Knoblauch bei der Vorbeugung und Behandlung von AS und liefert wichtige theoretische Grundlagen für die Entwicklung neuer zielgerichteter Medikamente gegen AS.

Fazit und Ausblick

Zusammenfassend bieten die hier gesammelten Artikel umfassende und neuartige Inhalte zur Verwendung von Ferroptose-Inhibitoren bei kardialer Ischämie/Reperfusionsverletzung. Das Mechanismusdiagramm ist in Abbildung 1 zusammengefasst. Diese Artikel untersuchten verschiedene Zielmoleküle des Ferroptose-Signalwegs, wie YAP, ATF3, KAT5 usw., und die Untersuchung neuartiger Ferroptose-Inhibitoren hilft nicht nur dabei, den Mechanismus und Signalweg der Ferroptose bei kardialer Ischämie/Reperfusionsverletzung weiter zu erforschen, sondern bietet auch einen neuen Ansatz für die klinische Behandlung ischämischer Herz-Kreislauf-Erkrankungen, indem sie neue therapeutische Strategien und Methoden bereitstellt. Wir hoffen, dass unsere Forschung zu diesem Thema den Patienten und dem Bereich der ischämischen Herz-Kreislauf-Erkrankungen Vorteile bringt.

Abbildung 1. Mechanismen von PQQ, ATF3, Res und Allicin bei der Ferroptose.

Autorenbeiträge

XW: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. QD: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. JH: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. KP: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. KB: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. KL: Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. GR-C: Konzeptualisierung, Datenkuratierung, formale Analyse, Mittelbeschaffung, Untersuchung, Methodik, Projektverwaltung, Ressourcen, Software, Überwachung, Validierung, Visualisierung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. XY: Konzeptualisierung, Datenkuratierung, formale Analyse, Mittelbeschaffung, Untersuchung, Methodik, Projektverwaltung, Ressourcen, Software, Überwachung, Validierung, Visualisierung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung. JW: Konzeptualisierung, Datenkuratierung, formale Analyse, Mittelbeschaffung, Untersuchung, Methodik, Projektverwaltung, Ressourcen, Software, Überwachung, Validierung, Visualisierung, Schreiben – Originalentwurf, Schreiben – Überprüfung und Bearbeitung.

Finanzierung

Der/die Autor(en) erklären, dass sie für die Recherche, die Urheberschaft und/oder die Veröffentlichung dieses Artikels keine finanzielle Unterstützung erhalten haben.

Danksagung

Wir möchten allen Autoren und Gutachtern, die an diesem Forschungsthema beteiligt waren, unseren aufrichtigen Dank aussprechen. Ihre Bemühungen und Beiträge haben insgesamt die Erstellung dieses Artikels ermöglicht.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass bei der Durchführung der Forschung keine kommerziellen oder finanziellen Beziehungen bestanden, die als potenzieller Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Anmerkung des Herausgebers

Alle in diesem Artikel geäußerten Behauptungen sind ausschließlich die der Autoren und entsprechen nicht notwendigerweise denen ihrer angeschlossenen Organisationen oder denen des Herausgebers, der Redakteure und der Gutachter. Für jedes Produkt, das in diesem Artikel bewertet wird, oder für Behauptungen seines Herstellers wird vom Herausgeber weder eine Garantie noch eine Unterstützung gegeben.

Verweise