张伟华教授团队揭示铁硫簇合成障碍诱导糖尿病心肌损伤的分子机制

2024年11月4日，哈尔滨医科大学基础医学院病理生理教研室张伟华教授团队在Advanced Science杂志发表题为《Impaired Iron-Sulfur Cluster Synthesis Induces Mitochondrial PARthanatos in Diabetic Cardiomyopathy》（Adv.Sci.2024,IF:14.3）的研究论文。该研究首次阐明糖尿病心肌病（DCM）中线粒体铁硫簇（Fe-S）合成缺陷通过触发PARP1依赖性细胞死亡（PARthanatos）导致心肌损伤的分子机制，并提出硫化氢（H₂S）干预可作为潜在治疗策略。

DCM是2型糖尿病的主要并发症之一，与糖脂代谢紊乱、线粒体功能障碍及氧化应激密切相关。本研究通过多组学分析发现，导致Fe-S合成受阻，这一缺陷直接影响了依赖Fe-S的线粒体功能蛋白（如顺乌头酸酶mAco、琥珀酸脱氢酶SDHB）和DNA修复酶（XPD）的表达及活性，引发能量代谢紊乱与氧化应激加剧。在高糖高脂环境下，Fe-S缺失进一步放大了线粒体活性氧（ROS）积累和DNA氧化损伤，进而过度激活PARP1通路，促进凋亡诱导因子（AIF）核转位，最终通过PARthanatos途径触发心肌细胞死亡。

该研究揭示了DCM中Fe-S合成受阻、线粒体功能障碍和PARthanatos之间的紧密关联，并提出H₂S通过巯基硫化修饰作用恢复Fe-S合成的创新机制。这一发现不仅为DCM的防治提供了新靶点，也为H₂S的临床应用奠定了理论基础。

哈尔滨医科大学张伟华教授、李水洁教授、于波教授、卢方浩教授及范会涛教授为该论文的共同通讯作者，王梦伊博士、张世武博士、田进伟教授和杨帆博士作为共同第一作者。研究得到了国家自然科学基金面上项目的资助。

张伟华教授主要从事糖尿病心血管并发症的研究，现任哈尔滨医科大学病理生理学教研室主任，二级教授，星联教授。先后主持国家自然基金6项。

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202406695

撰稿人：王梦伊