铁死亡(Ferroptosis)是2012年由Brent R. Stockwell提出的[1],研究发现Erastin可以特异性诱导Ras突变细胞死亡,但是没有典型的细胞凋亡特征,铁螯合剂可以抑制这一过程,并且另一种化合物RSL3也有类似的细胞死亡表型[2, 3]。传统的细胞凋亡,细胞自噬,细胞焦亡的抑制剂不能抑制铁死亡过程,但铁离子螯合剂可以抑制这一过程,说明铁死亡是铁离子依赖的过程。与经典的细胞凋亡不同,铁死亡过程中没有细胞皱缩,染色质凝集等现象,但会出现线粒体皱缩,脂质过氧化增加。铁死亡参与了阿尔茨海默病的发病机制。青海动物细胞样本铁死亡服务
铁在人体中通常以三价铁(Fe3+)形式存在,在一些酶和转运蛋白的作用下其从循环系统进入到细胞质和线粒体内变成具有氧化还原活性的二价铁(Fe2+),这些活性铁会通过芬顿反应催化产生ROS,铁依赖产生的ROS与脂质发生过氧化反应,从而诱导细胞铁死亡。此外,GSH消耗诱导的Gpx4失活所导致的脂质过氧化也参与铁死亡。有研究显示,在大约三分之一的成年非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者中可观察到肝脏铁储备的增加,其可通过增加氧化应激和脂质代谢来促进疾病的发生和进展。陕西动物细胞样本铁死亡检测项目铁死亡诱导剂索拉非尼通过抑制systemXC-的活性来诱发铁死亡。
systemxc−由SLC7A11和SLC3A2两个亚基组成。SLC7A11的表达和活性进一步受到NFE2L2的正向调节,而受到抑ai基因TP53、BAP1和BECN1的负调节。这种双重调节构成了一种微调机制来控制铁死亡过程中谷胱甘肽的水平。谷胱甘肽的其他来源可能包括反式硫化途径,该途径受氨酰基(aminoacyl)-tRNA合成酶家族的负调控,如CARS1。CARS1的几个多态性SNP(rs384490、rs729662、rs2071101和rs7394702)与胃ai风险增加相关。GPX4以谷胱甘肽为底物,将膜脂过氧化氢还原为无毒的脂醇。用半胱氨酸残基取代GPX4中的硒代半胱氨酸后(U46C)提高了其抗铁死亡的活性。用药物抑制systemxc−(用erastin、柳氮磺胺吡啶或索拉非尼)或GPX4(用RSL3、ML162、ML210、FIN56或FINO2)可引起铁死亡。
1.铁死亡是一种调节性细胞死亡,主要依赖于铁介导的氧化损伤和随后的细胞膜损伤。2.铁死亡可以通过两条主要途径启动:外源性或转运蛋白依赖途径,以及内源性或酶调节途径。3.铁积累的增加、自由基的产生、脂肪酸供应和脂质过氧化是诱导铁死亡的关键。4.多种氧化和抗氧化系统,与自噬和膜修复机制一起作用,塑造了铁死亡时脂质过氧化的过程。5.在中流发生过程中,铁死亡具有促进和抑制中流的双重作用,这依赖于中流微环境中损伤相关分子模式(damage-associatedmolecularpatterns(DAMPs))的释放和铁死亡性损伤引发的免疫反应jihuo。6.铁死亡会影响化疗、放疗和免疫zhiliao的疗效,因此联合使用针对铁死亡信号的药物可以改善这些zhiliao的效果。细胞处于还原性的环境中,半胱氨酸直接通过丙氨酸-丝氨酸-半胱氨酸(ASC)系统转运至细胞内,抑制铁死亡。
谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathioneperoxidase4,Gpx4)是铁死亡的调节剂,核因子E2相关因子2(nuclearfactorE2-relatedfactor2,Nrf2)的转录激huo与抗铁死亡有关。在铁死亡途径中,大多数级联或相互作用的酶和蛋白质,例如胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白(cystine/glu‐tamateantiportersystemlightchain,xCT)、Gpx4、铁转运蛋白和血红素加氧酶1(hemeoxygenase-1,HO-1)等均受抗氧化反应元件Nrf2的转录调节。Nrf2基因的失活、抑制和敲低会增强细胞的铁死亡;激huoNrf2信号通路减少铁死亡可改善NAFLD。二甲双胍(metformin,Met)是2型糖尿病的zhiliao药物,可减少胰岛素抵抗和2型糖尿病患者的心血管事件。Met减少了肝脏葡萄糖的产生,肝脏被认为是其作用的靶组织。GSH作为GPX4的底物参与细胞内的抗氧化系统,是影响铁死亡发生的关键因素。陕西动物细胞样本铁死亡检测项目
铁死亡与铁离子代谢、脂质代谢和氨基酸代谢存在密切关联。青海动物细胞样本铁死亡服务
索拉非尼或许是通过调节肝细胞核因子4α(hepatocytenuclearfactor4alpha,HNF4A)和中流高甲基化基因1(hypermethylatedincancer1,HIC1)转录调控进而促进肝ai细胞铁死亡。Zhang等发现了两类基因:铁死亡上调因子和铁死亡下调因子,其产物通过影响GSH合成而在调节中流发生中发挥相反作用。铁死亡上调因子由HIC1调控,而铁死亡下调因子由HNF4A调控。他们发现与正常肝组织相比,肝ai中HNF4A上调,而HIC1下调,证实铁死亡在肝ai中受到抑制,erastin能破坏HNF4A和HIC1之间的平衡从而诱导肝ai细胞铁死亡,由于erastin与索拉非尼有相似的促进铁死亡作用,他们认为或许索拉非尼也通过此途径诱导铁死亡。青海动物细胞样本铁死亡服务