慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者在晚期之前通常无明显症状，这一阶段的预后通常较差。因此，中国医学科学院与中国协和医科大学中日友好医院的科研团队将研究的重心转向COPD的前期和吸烟阶段。他们发现低氧诱导因子（HIF）-3α可以通过GPx4轴抑制肺泡上皮细胞的铁死亡，从而有助于防治COPD。接下来，我们将详细介绍该研究的思路。

研究团队对36例非吸烟者、吸烟者、COPD前期和COPD患者的外周肺组织样本进行了bulkRNA测序，并运用Mfuzz算法进行动态数据分析。通过GSE171541和EpCAM的共定位分析，研究人员探讨了HIF-3α在细胞中的定位，并采用SftpcCreert2/+R26LSL-Hif3α基因敲入小鼠及小分子抑制剂进行体外实验，以研究HIF-3α在COPD病理生理中的作用。

在数据分析中，研究团队采用了包括非吸烟者、吸烟者、COPD前期及COPD患者在内的36份肺样本。结果显示，COPD前期的活性氧（ROS）水平显著增加。经过bulkRNA测序，分析得到10个簇，其中COPD前期的簇7和簇9表现出显著峰值，与肺样本中的ROS特征一致。GO分析表明，簇7在氧化还原过程中发挥更多作用。HIF-3α的表达与肺功能呈正相关，而MMP9则呈负相关，这也显示了它们在转录组数据集中的显著变化。

为探讨HIF-3α的细胞定位，研究者利用来自GEO的scRNA-seq数据，鉴定出7种细胞类型。虽然HIF-3α在内皮细胞中高度表达，但在COPD患者上皮细胞中的表达显著降低。研究进一步验证了HIF-3α在不同肺上皮细胞系中的表达情况，发现其在气道上皮细胞中不表达，但在肺泡和过渡性细支气管上皮细胞中显著上调。

后续研究发现，COPD患者的肺泡上皮细胞中HIF-3α的mRNA表达下调且在蛋白水平上也有所降低。通过免疫组织化学与Western Blot分析，研究人员确认与非吸烟者或吸烟者相比，COPD患者中HIF-3α蛋白水平显著下降。此外，HIF-3α与EpCAM在COPD肺组织中共定位，验证了其在肺上皮细胞中的下调现象。

为探讨HIF-3α的机制，研究者通过慢病毒转染和bulkRNA测序验证HIF-3α过表达的细胞情况，并进行基因集富集分析，发现与铁死亡相关的路径引起了研究者们的重视。通过透射电子显微镜观察，COPD小鼠的肺组织展示了线粒体的形态变化，支持铁细胞死亡的特征，提示脂质过氧化和ROS水平升高。

研究揭示了HIF-3α通过增强GPx4的表达，来减轻COPD患者的铁死亡风险。具体而言，HIF-3α的过表达显著促进了GPx4的表达，并阻碍了细胞活力降低和ROS水平的增加，使得抗氧化因子的耗竭得以防止，并抑制了肺泡上皮细胞的铁死亡。

进一步的实验通过构建特异性HIF-3α敲除小鼠，验证了HIF-3α-GPx4轴在体内的作用。结果表明，过表达HIF-3α能够显著改善肺功能，减少肺泡细胞的铁死亡。这项研究结果为COPD的防治提供了新的途径，强调了EVO视讯在生物医疗领域中的重要性。

总之，通过激活HIF-3α-GPx4轴，可以有效预防COPD相关的铁死亡，未来的研究将深入探讨这一机制的临床应用潜力。