谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病中的保护作用及治疗意义

doi:10.4103/NRR.NRR-D-23-01343

摘要/Abstract

摘要：

阿尔茨海默病是一种与年龄有关的神经退行性疾病，其发病机制复杂多样，目前缺乏有效的治疗方法。近年来，氧化应激参与阿尔茨海默病的发病机制，受到广泛的关注。谷胱甘肽过氧化物酶4作为含硒抗氧化酶家族的成员，它能还原酯化磷脂氢过氧化物，在维持细胞氧化还原平衡中发挥重要作用。尤其是随着铁死亡研究的进展，谷胱甘肽过氧化物酶4作为铁死亡的关键调控因子其抑制脂质过氧化的重要作用已然成为目前研究的热点问题。但是，谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病病理机制中的作用以及靶向谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病的研究进展有待进一步总结。文章首先概述了谷胱甘肽过氧化物酶4的基因结构、生物学功能和调控机制，然后讨论了谷胱甘肽过氧化物酶4在与阿尔茨海默病密切相关病理事件中的重要作用，最后总结了靶向谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病的小分子药物、天然植物产物和非药物治疗等方法。作者认为，谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病大脑中表达降低，氧化应激，炎症，铁死亡和凋亡等相关指标升高。大量体内和体外研究也证实了谷胱甘肽过氧化物酶4水平在阿尔茨海默病病理模型中显著降低，而促进谷胱甘肽过氧化物酶4表达和增强谷胱甘肽过氧化物酶4活性改善了阿尔茨海默病的病理损伤及认知功能。因此，谷胱甘肽过氧化物酶4可能是阿尔茨海默病治疗的关键靶点。目前大多数研究主要依赖于动物模型，缺少相关的临床研究，因此未来需要投入临床试验来验证靶向谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病患者中的治疗效果。

https://orcid.org/0000-0003-1169-4653 (Li Sun)

Abstract: Alzheimer’s disease is an age-related neurodegenerative disorder with a complex and incompletely understood pathogenesis. Despite extensive research, a cure for Alzheimer’s disease has not yet been found. Oxidative stress mediates excessive oxidative responses, and its involvement in Alzheimer’s disease pathogenesis as a primary or secondary pathological event is widely accepted. As a member of the selenium-containing antioxidant enzyme family, glutathione peroxidase 4 reduces esterified phospholipid hydroperoxides to maintain cellular redox homeostasis. With the discovery of ferroptosis, the central role of glutathione peroxidase 4 in anti-lipid peroxidation in several diseases, including Alzheimer’s disease, has received widespread attention. Increasing evidence suggests that glutathione peroxidase 4 expression is inhibited in the Alzheimer’s disease brain, resulting in oxidative stress, inflammation, ferroptosis, and apoptosis, which are closely associated with pathological damage in Alzheimer’s disease. Several therapeutic approaches, such as small molecule drugs, natural plant products, and non-pharmacological treatments, ameliorate pathological damage and cognitive function in Alzheimer’s disease by promoting glutathione peroxidase 4 expression and enhancing glutathione peroxidase 4 activity. Therefore, glutathione peroxidase 4 upregulation may be a promising strategy for the treatment of Alzheimer’s disease. This review provides an overview of the gene structure, biological functions, and regulatory mechanisms of glutathione peroxidase 4, a discussion on the important role of glutathione peroxidase 4 in pathological events closely related to Alzheimer’s disease, and a summary of the advances in small-molecule drugs, natural plant products, and non-pharmacological therapies targeting glutathione peroxidase 4 for the treatment of Alzheimer’s disease. Most prior studies on this subject used animal models, and relevant clinical studies are lacking. Future clinical trials are required to validate the therapeutic effects of strategies targeting glutathione peroxidase 4 in the treatment of Alzheimer’s disease.

Key words: apoptosis, ferroptosis, inflammation, lipid peroxidation, natural plant products, neurodegenerative disorder, neuroprotection, oxidative stress, small-molecule drugs

. 谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病中的保护作用及治疗意义[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2025, 20(3): 613-631.

Yanxin Shen, Guimei Zhang, Chunxiao Wei, Panpan Zhao, Yongchun Wang, Mingxi Li, Li Sun. Potential role and therapeutic implications of glutathione peroxidase 4 in the treatment of Alzheimer’s disease[J]. Neural Regeneration Research, 2025, 20(3): 613-631.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

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美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

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讨论

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主体内容：

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对此科研过程的认识和总结。

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文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

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参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（3）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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延伸阅读

NRR:吉林大学孙莉团队总结谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病中的保护作用及治疗意义

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种与年龄有关的神经退行性疾病，其发病机制复杂多样，目前缺乏有效的治疗方法。近年来，氧化应激参与阿尔茨海默病的发病机制，受到广泛的关注。谷胱甘肽过氧化物酶4（glutathione peroxidase 4, GPx4）作为含硒抗氧化酶家族的成员，它能还原酯化磷脂氢过氧化物，在维持细胞氧化还原平衡中发挥重要作用。尤其是随着铁死亡研究的进展，谷胱甘肽过氧化物酶4作为铁死亡的关键调控因子其抑制脂质过氧化的重要作用已然成为目前研究的热点问题。但是，谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病病理机制中的作用以及靶向谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病的研究进展有待进一步总结。吉林大学孙莉教授团队在发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2025年3期的综述中，首先概述了谷胱甘肽过氧化物酶4的基因结构、生物学功能和调控机制，然后讨论了谷胱甘肽过氧化物酶4在与阿尔茨海默病密切相关病理事件中的重要作用，最后总结了靶向谷胱甘肽过氧化物酶4治疗阿尔茨海默病的小分子药物、天然植物产物和非药物治疗等方法。

来自孙莉教授团队认为，谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病大脑中表达降低，氧化应激，炎症，铁死亡和凋亡等相关指标升高。大量体内和体外研究也证实了谷胱甘肽过氧化物酶4水平在阿尔茨海默病病理模型中显著降低，而促进谷胱甘肽过氧化物酶4表达和增强谷胱甘肽过氧化物酶4活性改善了阿尔茨海默病的病理损伤及认知功能。因此，谷胱甘肽过氧化物酶4可能是阿尔茨海默病治疗的关键靶点。谷胱甘肽过氧化物酶4的表达受多种机制调控，尽管我们已经了解了谷胱甘肽过氧化物酶4基因结构的信息，关于其表观遗传修饰、转录后修饰和翻译后修饰的调控机制在阿尔茨海默病的研究中仍然匮乏，未来需要进一步深入探索。此外，多种可能靶向谷胱甘肽过氧化物酶4的小分子药物、天然植物产物及非药物干预方法在阿尔茨海默病治疗中显示出良好的潜力。目前大多数研究主要依赖于动物模型，缺少相关的临床研究，因此未来需要投入临床试验来验证靶向谷胱甘肽过氧化物酶4在阿尔茨海默病患者中的治疗效果。