铁和多聚不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids, PUFAs)作为脂质过氧化过程的原料推动铁死亡的发生,而以还原性谷胱甘肽(glutathione, GSH)作为底物的GPX4则反向调控铁死亡。当细胞无法通过抗氧化机制将胞内多余的活性氧进行有效清chu时,积累的氧化性脂类物质则会诱发铁死亡。诸多生理过程参与调控这一死亡方式,如铁离子代谢、氨基酸代谢、脂质代谢等。铁是影响ROS产生的直接因素。血红素加氧酶-1催化血红素降解的反应产生游离的铁,因此血红素加氧酶-1的过表达能够加速erastin诱导的铁死亡。除此之外,RAS-RAF-MEK信号通路影响某些细胞系对铁死亡的敏感性,其中一种解释是RAS调控转铁蛋白受体的上调以及铁蛋白的下调以增加细胞内铁的浓度,促进铁死亡的发生,过表达RAS突变基因增加了细胞对铁死亡的抗性。铁死亡的主要机制是,在二价铁或酯氧合酶的作用下,催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸,发生脂质过氧化。山东细胞铁死亡
几种线粒体蛋白(包括NFS1、ISCU、CISD1和CISD2)参与了利用铁进行铁-硫基团生物生成反应(iron-sulfurclusterbiogenesis)来负性调节铁死亡,这可能是通过减少有效的氧化还原活性铁含量来实现的。过量的铁至少可通过两种机制促进随后的脂质过氧化:通过铁依赖的Fenton反应产生活性氧(ROS)和jihuo含铁的酶(如脂氧合酶)。因此,铁螯合剂和抗氧化剂可以预防铁死亡。用铁螯合剂——去铁胺联合常规肝动脉化疗栓塞以zhiliao不能切除的肝ai患者的安全性和有效性目前正在研究中山东细胞铁死亡GPX4的失活导致脂质过氧化物的积累,继而引发铁死亡。
铁死亡是一种程序性细胞死亡方式,呈铁依赖性,以细胞内脂质过氧化物堆积过多为特征。近年来,越来越多的医学领域已经发现铁死亡的存在。铁死亡与许多肺部疾病相关,如肺ai、慢性阻塞性肺疾病及肺纤维化等。随着铁死亡在肺部疾病中的研究不断增加及深入,铁死亡在肺部疾病中的作用机制也得到极大关注。细胞死亡是细胞生命的终点,传统的细胞死亡方式主要有非程序性细胞死亡和程序性细胞死亡。随着分子生物学研究的深入,自噬、铁死亡等新的程序性细胞死亡方式被不断发现。其中,铁死亡是在铁离子过饱和的条件下,使细胞内脂质过氧化物累积从而引起细胞的死亡。近年研究发现,铁死亡与多种疾病的发生密切相关,包括神经系统病变、缺血再灌注损伤以及脓毒血症等。
进入细胞的Fe2+可通过二价金属转运蛋白1(DMT1)、铁蛋白的多泡体和外泌体,将铁转运出细胞,抑制DMT1或阻断多泡体和外泌体可限制铁外流,增加细胞内铁水平。Wang等发现口服携带DMT1siRNA的生姜纳米颗粒的衍生脂质载体可减轻遗传性血色病小鼠模型中的铁负荷。此外,Turcu等发现DMT1的抑制剂通过阻断溶酶体铁转运而选择性靶向ai症干细胞,导致溶酶体铁的积累,活性氧的产生并诱导铁死亡。脂质过氧化的反应底物是脂肪酸,脂肪酸包括多聚不饱和脂肪酸和单聚不饱和脂肪酸(monoun[1]saturatedfattyacid,MUFA),而PUFA比MUFA更容易发生氧化。因此,减少MUFA含量,增加PUFA含量可促进脂质过氧化进程诱导铁死亡的进展。抑制胱氨酸谷氨酸转运受体 (systemXC-)诱导铁死亡。
目前,已经发现的细胞死亡方式包括凋亡、坏死、焦亡以及铁死亡。这些细胞死亡受大量的调控通路执行,相较于凋亡、坏死以及其他形式的细胞死亡,铁死亡特殊在其铁依赖性脂质活性氧(ROS)的积累。尽管尚不知铁死亡过程是否存在像凋亡中Caspase功能的标志性调控蛋白,但已有的大量证据表明,谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathioneperoxidase4,GPX4)可作为判断细胞铁死亡的参考标志。GPX4蛋白具有清chu脂质过氧化物的功能,失活GPX4导致氧化平衡被打破,脂质过氧化物破坏膜结构,激发铁死亡。由于其特殊的作用机制,铁死亡调控子GPX4已上升为“明星分子”。铁死亡可通过透射电镜直接观察细胞形态。江苏细胞铁死亡服务
自噬可降解铁蛋白,减少铁储存,促进铁死亡。山东细胞铁死亡
2012年DIXON等发现铁死亡时,尚不清楚GPX4扮演的作用。直到2014年,研究者通过靶向代谢组学分析发现,谷胱甘肽的缺失会导致谷胱甘肽过氧化物酶(GPXs)的失活,进一步化学蛋白质组学策略筛选出GPX4分子。敲降或者过表达GPX4调节了12种铁死亡诱导剂的致死率,但对11种其它机制致死试剂没有影响。无疑,GPX4是铁死亡的关键调控因子。GPX4可以通过其酶活性阻止脂质过氧化物的毒性,维持膜脂质双分子层的稳态。RSL3通过与GPX4的共价键结合抑制GPX4的活性,导致过氧化物的积累。RSL3处理引起的铁死亡与GPX4失活相似,进一步支持RSL3通过GPX4抑制引起的铁死亡。谷胱甘肽(GSH)是GPX4催化过氧化物转化为醇的协同因子。谷胱甘肽缺乏引起的半胱氨酸缺乏直接使GPX4失活,并导致随后的铁死亡。山东细胞铁死亡
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