单宁酸（tannic acid，图一）又被称作鞣酸，是没食子酸和葡萄糖缩合产物。单宁酸属于多酚类天然产物，多酚结构可以与多糖、蛋白质、生物碱和金属离子等结合或络合，且可以捕捉自由基，具有抗氧化功能。现已证实，单宁酸可用于咽喉炎、扁桃腺炎、痔疮、皮肤疱疹、肿瘤、肥胖、细菌感染等诸多疾病的治疗。广泛的应用，使得越来越多的研究人员探索单宁酸的作用机制。最近，研究人员发现了单宁酸的新作用机制，可有效抑制铁死亡，为单宁酸的进一步药物开发奠定了理论基础。

       图一 单宁酸及其母体结构式

       在新的研究中，研究人员使用经典的铁死亡诱导剂erastin来诱导铁死亡。该药物可以阻断谷胱甘肽（GSH）的合成，造成脂质过氧化物（LPO）的积累。在亚铁离子存在的条件下，脂质过氧化物（LPO）转化为活性氧(ROS)或活性氮(RNS)，进而引发细胞死亡，即铁死亡。鉴于LPO积累在铁死亡中的关键作用，研究人员使用H2DCFDA（2'，7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯探针）对LPO的积累情况进行研究（图三）。

       图二 正常和铁死亡骨髓间充质干细胞的荧光影像

       如图三所示，细胞未经erastin处理则不发绿色荧光（图二A），在接受erastin处理显示出很强的绿色荧光（图二B），而这种荧光作用可以被Fer-1抑制（图二C，erastin+Fer-1）；同样的抑制作用被发现于鞣酸及其母体（β-PGG）（图二D-G）。

       进一步的荧光对比研究显示，经β-PGG和鞣酸处理的样本(50μM)的荧光强度显著低于erastin对照组，而50个μM β-PGG和50个μM鞣酸组之间存在显著差异。（图三）

       图三 荧光强度对比

       活细胞数研究发现，活细胞百分比Fer-1＞鞣酸＞β-PGG，提示铁死亡抑制能力Fer-1＞鞣酸＞β-PGG。研究显示，50μM单宁酸可完全抑制bmMSCs的铁死亡，这种抑制水平相当于1μM Fer-1。（图四）

       图四 活细胞数研究

       接着，研究人员对上述结果进行了机理解释，图五A为Fer-1的铁死亡抑制作用机制：Fer-1主要通过芳香仲胺N原子充当电子受体、氢原子供体和亚铁离子配体来抑制铁死亡。图五B为单宁酸的铁死亡抑制作用机制：单宁酸中没食子酰基包含三个相邻的酚羟基，其可以一起结合亚铁离子形成五元环配合物，这也是单宁酸抑制作用强于其母体（β-PGG）的原因所在。

       图五 Fer-1和单宁酸抗铁死亡机制分析

       亚铁与单宁酸、β-PGG和Fer-1络合的紫外可见光谱分析发现，Fer-1与亚铁溶液混合会显著改变紫外光谱，提示发生了络合，但未观察到明显的红移，提示亚铁离子的插入并未扩展共轭芳族体系（图五A）。与Fer-1不同，单宁酸和β-PGG与亚铁溶液混合会发生32nm和22-nm 红移。单宁酸亚铁络合物的峰强度显著高于β-PGG亚铁络合物的峰强度。(图五B)。提示单宁酸比β-PGG的亚铁络合作用更强。

       图六 亚铁与单宁酸、β-PGG和Fer-1络合的紫外可见光谱分析

       总之，本研究使用erastin介导的骨髓间充质干细胞(bmMSCs)铁死亡模型，以Fer-1作为阳性对照，评估了山茱萸豆中发现的单宁酸及其母体（β-PGG）的铁死亡抑制活性。结果显示，天然单宁酸可通过自由基捕获和亚铁络合途径抑制bmMSCs的铁死亡。与Fer-1利用亚铁络合引发催化循环相反，单宁酸抑制铁死亡的途径包括亚铁络合（间接捕获自由基途径）和直接自由基捕获途径。此外，研究人员发现，3'-O-没食子酰化反应可以增强单宁酸的自由基捕获能力，从而增强其铁死亡抑制作用。单宁酸铁死亡抑制作用比母体（β-PGG）强也归因于没食子酰化。本研究揭示了单宁酸抗铁死亡机制，为该天然产物的药物开发提供了新的理论基础。

       参考文献：

       1. Tannic Acid as a Natural Ferroptosis Inhibitor: Mechanisms and Beneficial Role of 3'-O-Galloylation,2020;

       2. 单宁酸的生物活性研究进展,2015;

       3. Multivalent Polypeptide and Tannic Acid Cooperatively Iron-Coordinated Nanohybrids for Synergistic Cancer Photothermal Ferroptosis Therapy,2022.