AbMole|砷暴露誘導的肝胰島素抵抗與鐵死亡：實驗結果深度解析砷是一種廣泛存在于自然環境中的有毒元素，其長期暴露與多種健康問題緊密相關，其中包括肝胰島素抵抗（IR）和鐵死亡（ferroptosis）。來自大連醫科大學公共衛生學院職業與環境衛生系的JingyuanZhang,JinweiSong,ShuangLiu等多名研究人員發表了題為《m6Amethylation-mediatedPGC-1αcontributestoferroptosisviaregulatingGSTK1inarsenic-inducedhepaticinsulinresistance》的研究成果。在該文章中，研究人員使用了ActinomycinD放線菌素D（AbMole，M4881）。為了深入探究砷暴露誘導這些病理生理過程的分子機制，研究人員進行了一系列精心設計的實驗，揭示了過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α（PGC-1α）在其中的關鍵作用，并闡明了N6-甲基腺苷（m6A）甲基化對PGC-1α表達的調控作用。研究團隊首先利用Sprague-Dawley雄性大鼠作為動物模型，通過口服給予不同劑量的亞砷酸鈉（NaAsO2）來模擬砷暴露環境，成功建立了肝胰島素抵抗模型。同時，在人胎肝細胞（L-02）中進行體外實驗，以進一步驗證砷對細胞功能的影響。實驗方法涵蓋了蛋白質印跡、質譜分析、RNA免疫沉淀（RIP）、染色質免疫沉淀（ChIP）、實時定量PCR、瞬時轉染以及多種生物標志物測量等先進技術，確保了研究結果的準確性和可靠性。實驗結果顯示，NaAsO2暴露顯著降低了大鼠肝臟中磷酸化AKT和GSK3β的水平，這是胰島素信號傳導通路中的關鍵分子，其下調表明胰島素敏感性受損，即肝胰島素抵抗的發生。同時，糖異生相關基因如磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）的表達增加，而糖原合成相關基因糖原合成酶2（GYS2）的表達減少，進一步證實了肝胰島素抵抗的存在。圖1.\o"LearnmoreaboutFerroptosisfromScienceDirect'sAI-generatedTopicPages"亞\o"LearnmoreaboutsodiumarsenitefromScienceDirect'sAI-generatedTopicPages"砷酸鈉（NaAsO2）誘導的肝胰島素抵抗（IR）。在鐵死亡方面，NaAsO2暴露導致谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）表達下調，而酰基輔酶A合成酶長鏈家族成員4（ACLS4）表達上調。GPX4是抗氧化防御系統的重要組成部分，其下調會導致脂質過氧化物積累，從而促進鐵死亡。此外，肝臟和血清中鐵含量增加，谷胱甘肽（GSH）和總超氧化物歧化酶（T-SOD）水平下降，而丙二醛（MDA）含量增加，這些都是鐵死亡的典型特征。圖2.過氧化物酶體增殖物γ激活受體共激活因子1-α（PGC-1α）參與NaAsO2-誘導的肝臟IR和\o"LearnmoreaboutferroptosisfromScienceDirect'sAI-generatedTopicPages"鐵死亡。實驗發現，NaAsO2暴露導致大鼠肝臟中PGC-1α蛋白和基因表達顯著下降。PGC-1α是一種重要的轉錄共激活因子，參與線粒體生物發生、葡萄糖代謝和氧化還原穩態的調控。為了探究PGC-1α在砷誘導的肝胰島素抵抗和鐵死亡中的作用，研究人員通過過表達PGC-1α進行了干預實驗。結果顯示，PGC-1α過表達能夠逆轉NaAsO2誘導的AKT和GSK3β磷酸化水平下降以及葡萄糖攝取減少，從而改善肝胰島素抵抗。同時，PGC-1α過表達還能逆轉GPX4表達下降和ACLS4表達上調，降低Fe2?和脂質ROS水平，從而抑制鐵死亡。進一步的研究發現，PGC-1α對鐵死亡的調控作用是通過谷胱甘肽S-轉移酶κ1（GSTK1）實現的。NaAsO2暴露導致大鼠肝臟中GSTK1表達下降，而PGC-1α過表達能夠逆轉這一變化。此外，GSTK1過表達本身并不影響PGC-1α的表達，但能夠逆轉NaAsO2誘導的GPX4表達下降和ACLS4表達上調，降低Fe2?和脂質ROS水平，從而抑制鐵死亡。這表明PGC-1α通過上調GSTK1表達來發揮其抗鐵死亡作用。為了揭示PGC-1α表達下降的分子機制，研究人員進一步探索了m6A甲基化在其中的作用。實驗結果顯示，NaAsO2暴露導致大鼠肝臟和細胞中m6A甲基化水平顯著上升。通過敲低甲基轉移酶樣蛋白14（METTL14）和YTH結構域家族蛋白2（YTHDF2）的表達，研究人員發現PGC-1α的表達得到恢復，這表明m6A甲基化在PGC-1α表達調控中發揮著重要作用。進一步的分析顯示，METTL14和YTHDF2敲低能夠延長PGC-1αmRNA的半衰期，從而增加其穩定性。綜上所述，本研究揭示了PGC-1α在砷誘導的肝胰島素抵抗和鐵死亡中的關鍵作用，并闡明了m6A甲基化對PGC-1α表達