鐵死亡的關(guān)鍵誘因之一—Fe2+/Fe3+通過(guò)酶促反應(yīng)或者非酶促反應(yīng)參與活性氧(reactive oxygen species, ROS)的形成。細(xì)胞內(nèi)的鐵有兩種儲(chǔ)存方式,一是以無(wú)害的形式儲(chǔ)存在鐵蛋白中,二是以游離的Fe2+形式在細(xì)胞內(nèi)形成可變鐵池。鐵蛋白由鐵蛋白重鏈和鐵蛋白輕鏈兩個(gè)亞基組成,分別由對(duì)應(yīng)的基因編碼而成。鐵蛋白發(fā)生自噬降解釋放出Fe2+的過(guò)程被稱作鐵蛋白自噬,核受體共激huo因子4作為接頭蛋白介導(dǎo)這一過(guò)程。過(guò)表達(dá)核受體共激huo因子4會(huì)增加鐵蛋白的降解,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)游離鐵濃度上升,促進(jìn)鐵死亡的發(fā)生;另一方面,下調(diào)核受體共激huo因子4的表達(dá)可以抑制鐵蛋白的降解,同時(shí)降低細(xì)胞對(duì)氧化損傷的敏感性。鐵蛋白作為核轉(zhuǎn)錄因子Nrf2的下游調(diào)控基因,受到p62-Keap1-Nrf2信號(hào)通路的調(diào)控。另外,抑制鐵代謝中主要的調(diào)控因子——鐵反應(yīng)元件結(jié)合蛋白2,能提高鐵蛋白重鏈和鐵蛋白輕鏈的表達(dá)從而抑制鐵死亡。鐵死亡還表現(xiàn)為抗氧化體系(谷胱甘肽系統(tǒng))的調(diào)控he xin酶GPX4的降低。甘肅血液樣本鐵死亡服務(wù)
鐵死亡(Ferroptosis)是2012年由Brent R. Stockwell提出的[1],研究發(fā)現(xiàn)Erastin可以特異性誘導(dǎo)Ras突變細(xì)胞死亡,但是沒(méi)有典型的細(xì)胞凋亡特征,鐵螯合劑可以抑制這一過(guò)程,并且另一種化合物RSL3也有類似的細(xì)胞死亡表型[2, 3]。傳統(tǒng)的細(xì)胞凋亡,細(xì)胞自噬,細(xì)胞焦亡的抑制劑不能抑制鐵死亡過(guò)程,但鐵離子螯合劑可以抑制這一過(guò)程,說(shuō)明鐵死亡是鐵離子依賴的過(guò)程。與經(jīng)典的細(xì)胞凋亡不同,鐵死亡過(guò)程中沒(méi)有細(xì)胞皺縮,染色質(zhì)凝集等現(xiàn)象,但會(huì)出現(xiàn)線粒體皺縮,脂質(zhì)過(guò)氧化增加。山西樣本鐵死亡大概費(fèi)用FIN56通過(guò)降解GPX4,同時(shí)激huo角鯊烯合成酶,導(dǎo)致甲羥戊酸途徑來(lái)源的輔酶Q的缺失,促進(jìn)鐵死亡的發(fā)生。
索拉非尼已被廣fan用于臨床,但zhiliao效果短暫,幾乎所有患者在應(yīng)用索拉非尼的幾個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)耐藥性。研究發(fā)現(xiàn),索拉非尼耐藥與鐵死亡密切相關(guān):索拉非尼激huop62-Keap1-NRF2途徑增加肝ai細(xì)胞鐵死亡抗性;Sun等發(fā)現(xiàn)索拉非尼激huoNRF2后,上調(diào)金屬硫蛋白-1G,金屬硫蛋白-1G通過(guò)阻斷GSH耗竭介導(dǎo)的肝ai細(xì)胞脂質(zhì)過(guò)氧化而發(fā)揮負(fù)性調(diào)節(jié)作用;Bai等證明在索拉非尼作用下的肝ai細(xì)胞,由于NRF2失活和隨后ROS集聚,sigma受體表達(dá)被動(dòng)上調(diào)并通過(guò)減少GSH消耗拮抗鐵死亡;另一方面,該研究團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用氟哌啶醇,一種sigma受體拮抗劑,確證其可以協(xié)同索拉非尼促進(jìn)肝ai細(xì)胞鐵死亡。
Fenton反應(yīng)的反應(yīng)效率很大程度上受到H2O2水平的限制,因此增加中流組織中H2O2供應(yīng)將提高其抗中流效果。通過(guò)含鐵MOF的H2O2遞送也是鐵死亡納米zhiliao策略的另一研究方向,因而受到廣fan關(guān)注。Wan等構(gòu)建了一種基于MOF,遞送葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase,GOx)的高效級(jí)聯(lián)納米反應(yīng)器,能發(fā)揮協(xié)同作用誘導(dǎo)鐵死亡。GOx不jin能催化葡萄糖生成大量的H2O2并與釋放的鐵離子發(fā)生Fenton反應(yīng),產(chǎn)生大量的ROS誘導(dǎo)中流細(xì)胞發(fā)生鐵死亡。此外,GOx還能夠大量消耗葡萄糖,形成另一種有吸引力的ai癥zhiliao策略(饑餓療法)。當(dāng)納米反應(yīng)器到達(dá)中流部位時(shí),高濃度的GSH還原Fe3+,引起MOF結(jié)構(gòu)坍塌,釋放Fe2+和GOx催化葡萄糖氧化產(chǎn)生H2O2。隨后,產(chǎn)生的H2O2和Fe2+發(fā)生Fenton反應(yīng),產(chǎn)生羥基自由基(?OH),促進(jìn)中流細(xì)胞鐵死亡。在zhiliao期間,納米反應(yīng)器zhiliao組的小鼠中流體積幾乎沒(méi)有增長(zhǎng),中流重量jin為未zhiliao組的1/5,實(shí)現(xiàn)了高效的協(xié)同抗中流效果。鐵死亡的主要機(jī)制是,在二價(jià)鐵或酯氧合酶的作用下,催化細(xì)胞膜上高表達(dá)的不飽和脂肪酸,發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化。
推薦一篇發(fā)表在Cell Chemical Biology上的文章,文章的題目是:Imidazole Ketone Erastin Induces Ferroptosis and Slows Tumor Growth in a Mouse Lymphoma Model 本文的通訊作者是來(lái)自哥倫比亞大學(xué)的教授Brent R. Stockwell。他們組的研究方向是誘導(dǎo)鐵死亡的分子開(kāi)發(fā)及其分子機(jī)制與疾病關(guān)系的研究。 鐵死亡是一種鐵依賴的由于脂質(zhì)過(guò)氧化物堆積導(dǎo)致的細(xì)胞死亡現(xiàn)象。其中胱氨酸/谷氨酸的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)System Xc-在其中發(fā)揮的重要的作用。System Xc-被抑制將會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)半胱氨酸的缺乏,從而導(dǎo)致因下游的GSH缺乏造成的GPX4的失活。目前可以抑制System Xc-的分子有柳氮磺胺吡啶,谷氨酸,索拉菲尼以及Erastin。但是這些分子有一個(gè)共同的缺點(diǎn)是在體內(nèi)沒(méi)有足夠的效用,敏感性以及代謝能力。 GPX4的失活導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化物的積累,繼而引發(fā)鐵死亡。甘肅血液樣本鐵死亡服務(wù)
鐵死亡可通過(guò)透射電鏡直接觀察細(xì)胞形態(tài)。甘肅血液樣本鐵死亡服務(wù)
目前,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞死亡方式包括凋亡、壞死、焦亡以及鐵死亡。這些細(xì)胞死亡受大量的調(diào)控通路執(zhí)行,相較于凋亡、壞死以及其他形式的細(xì)胞死亡,鐵死亡特殊在其鐵依賴性脂質(zhì)活性氧(ROS)的積累。盡管尚不知鐵死亡過(guò)程是否存在像凋亡中Caspase功能的標(biāo)志性調(diào)控蛋白,但已有的大量證據(jù)表明,谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4(glutathioneperoxidase4,GPX4)可作為判斷細(xì)胞鐵死亡的參考標(biāo)志。GPX4蛋白具有清chu脂質(zhì)過(guò)氧化物的功能,失活GPX4導(dǎo)致氧化平衡被打破,脂質(zhì)過(guò)氧化物破壞膜結(jié)構(gòu),激發(fā)鐵死亡。由于其特殊的作用機(jī)制,鐵死亡調(diào)控子GPX4已上升為“明星分子”。甘肅血液樣本鐵死亡服務(wù)
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