铁死亡是一种铁依赖性的非凋亡细胞死亡形式，特征为脂质过氧化物累积，自2012年被定义以来，在中枢神经系统疾病如缺血性卒中、神经退行性疾病及ICH中的致病机制逐渐受到重视。ICH作为最致死的脑卒中亚型，其神经损伤不仅源于血肿的机械压迫，更与血红蛋白、血红素及游离铁的释放导致的氧化应激密切相关，其中铁死亡被视为次生损伤的重要机制之一。乳酸作为糖代谢的重要终产物，近年来逐渐被认知为调节神经代谢及基因表达的信号分子。最新研究发现乳酸能够介导组蛋白乳酸化这一新型表观遗传修饰，直接影响基因转录，然而其在神经元铁死亡及ICH病理中的作用尚不明确。鉴于乳酸在ICH及铁死亡中的重要性，本研究旨在探讨乳酸驱动的组蛋白乳酸化在神经元铁死亡过程中的机制及其潜在治疗价值。

近期，发表在Cell Death Dis杂志上一篇题为“H3K14 lactylation exacerbates neuronal ferroptosis by inhibiting calcium efflux following intracerebral hemorrhagic stroke”的研究，通过体内小鼠ICH模型及体外初代皮质神经元（PCNs）模型，发现H3K14特异性乳酸化（H3K14la）水平在ICH后显著升高，且其通过转录调控质膜Ca2+ ATP酶PMCA2，阻碍钙离子外排，诱导细胞内Ca2+积聚并加剧神经元铁死亡。进一步通过小分子抑制剂及基因沉默调控该过程，不仅抑制了神经损伤进展，同时改善小鼠的神经行为学表现。该研究揭示了乳酸-组蛋白乳酸化-钙稳态调控神经元铁死亡的新机制，开辟了ICH与中枢神经系统疾病表观遗传治疗的新方向。

本研究采用一系列体内及体外实验验证。在体内，通过小鼠颅内胶原酶注射建立ICH模型，结合免疫组化、代谢组学及分子生物学技术检测乳酸及组蛋白乳酸化水平及其对神经元损伤的影响。体外采用小鼠初代皮质神经元，利用血红素诱导铁死亡模型，结合脂质ROS检测、细胞死亡测定及核酸干扰技术，系统分析H3K14la的动态变化及其分子靶标。重点结合染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)、RNA测序及功能性抑制实验，揭示H3K14la对PMCA2基因表达及Ca2+稳态的调控，并评估相关小分子抑制剂（如乳酸脱氢酶抑制剂GSK2837808A、p300/CBP抑制剂A485）对铁死亡的保护效应。

研究结果

1.乳酸及组蛋白乳酸化在ICH后显著升高

通过液相色谱-质谱代谢组学分析，ICH鼠脑半球乳酸含量显著升高，与患者血清乳酸水平相关。免疫组化显示蛋白乳酸化标志pan-Kla在ICH后24h大脑周血肿处神经元明显增强。体外，血红素（hemin）处理的初代神经元中全组蛋白3（H3）乳酸化水平显著上升，尤其是H3K14la，且其升高在铁死亡发生前已显现。而H4组蛋白乳酸化（H4K5la、H4K8la）变化不明显，提示H3K14la特异性与神经元铁死亡相关。

 图1：ICH后铁敏神经元中H3K14la水平升高

2，抑制组蛋白乳酸化减轻神经元铁死亡

乳酸脱氢酶（LDH）抑制剂GSK2837808A显著降低H3K14la水平，同时减少hemin诱导的脂质ROS积累及细胞死亡。小鼠LDHA和LDHB基因双敲低亦显示类似保护作用。进一步，抑制组蛋白乳酸转移酶p300/CBP（用A485）抑制H3K14la，减少铁死亡指标，HDAC2/3抑制剂Apicidin则增加H3K14la并加重铁死亡，提示p300/CBP和HDACs参与H3K14la动态调控。

 图2：抑制LDH活性抑制血红素诱导的体外神经元铁死亡

4.H3K14la通过下调质膜Ca2+ ATP酶PMCA2调控铁死亡

ChIP-seq揭示hemin处理后神经细胞中H3K14la增强并富集于多个基因调控区，富集于钙信号通路相关基因(KEGG分析)。结合RNA-seq数据，87个差异表达且受H3K14la调控基因被鉴定，其中PMCA2（质膜Ca2+泵）显著下调，H3K14la对PMCA2基因体区域存在结合富集。抑制LDH降低H3K14la，同时恢复PMCA2表达。应用质膜Ca2+泵抑制剂Caloxin 2a1阻断GSK的保护作用，强化铁死亡表现；PMCA2基因敲低也削弱GSK的保护效果。此外，血红素诱导的铁死亡伴随钙依赖性蛋白酶标志物BDP-spectrin表达升高，支持H3K14la介导通过PMCA2调控Ca2+稳态机制。

图3：体外血红素处理后调节铁死亡的H3K14la潜在靶基因鉴定

4，体内抑制H3K14la/PMCA2轴改善ICH小鼠神经功能

ICH小鼠脑区神经元H3K14la明显升高，经侧脑室注射LDH抑制剂GSK后该升高被阻断。4-HNE脂质过氧化产物及神经元凋亡染色FJC阳性细胞明显减少，小鼠神经功能障碍改善。脑区局部敲低p300亦减少FJC+凋亡细胞数量，改善行为学表现。而Caloxin 2a1逆转GSK的神经保护作用，表明H3K14la/PMCA2轴通过调节Ca2+影响铁死亡及ICH损伤进展。

总而言之，本研究深刻阐述了代谢产物乳酸通过组蛋白乳酸化修饰影响神经元铁死亡的分子机理，开创了脑出血后基因表达调控与代谢交互作用的新视角。未来研究可进一步探究不同神经胶质细胞中乳酸乳酸化的时空调控及其对神经炎症的影响，同时评估乳酸脱氢酶及p300抑制剂在临床ICH患者中的安全性和疗效。此外，PMCA2作为关键的Ca2+外排调节子，其表达调控网络及与其他铁死亡调控因子的相互作用也是后续应关注的方向。整体而言，本文为神经系统疾病中表观遗传调控和钙稳态失衡相关的铁死亡机制研究提供了重要范例及治疗思路。

原始出处：

Sun T, Zhang JN, Lan T, et al. H3K14 lactylation exacerbates neuronal ferroptosis by inhibiting calcium efflux following intracerebral hemorrhagic stroke. Cell Death Dis. 2025;16(1):553. Published 2025 Jul 23. doi:10.1038/s41419-025-07874-9