細(xì)胞鐵死亡的定義
來源/作者:普拉特澤-生物醫(yī)學(xué)整體課題外包平臺
大家好!今天普拉特澤生物繼續(xù)跟大家一起學(xué)習(xí)新的課題——細(xì)胞鐵死亡的定義。
細(xì)胞鐵死亡(Ferroptosis是一種獨(dú)特的細(xì)胞程序性死亡方式,其特點(diǎn)在于對鐵的依賴性及脂質(zhì)過氧化過程。
我們主要會從概念中進(jìn)行定義理解——
這一概念最早于2012年由Dr. Brent R. Stockwell正式提出,用于描述一種由鐵依賴的脂質(zhì)過氧化驅(qū)動的、受調(diào)控的細(xì)胞死亡形式。
盡管鐵死亡的研究歷史可以追溯到2003年,當(dāng)時(shí)的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了一類能夠誘導(dǎo)非凋亡形式細(xì)胞死亡的小分子
這些小分子以鐵依賴的方式調(diào)節(jié)細(xì)胞死亡,并對分子水平的擾動高度敏感。
圖1
鐵死亡的主要機(jī)制涉及二價(jià)鐵或酯氧合酶的作用,催化細(xì)胞膜上高表達(dá)的不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化,從而誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。
此外,鐵死亡還表現(xiàn)為抗氧化體系(谷胱甘肽系統(tǒng))中的關(guān)鍵酶GPX4活性降低,導(dǎo)致細(xì)胞抗氧化能力下降,脂質(zhì)活性氧(ROS)累積。
圖2
-脂質(zhì)過氧化引起的細(xì)胞膜脂質(zhì)損傷和抗氧化防御的喪失是鐵死亡的標(biāo)志性特征-
鐵死亡與多種生物學(xué)過程和疾病密切相關(guān)。在腫瘤生物學(xué)中,不同腫瘤對鐵死亡的敏感性不同,例如三陰性乳腺癌(TNBC)易受到鐵死亡誘導(dǎo)物的影響。
鐵死亡不僅影響腫瘤細(xì)胞的生存,還與T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫有關(guān),可以影響腫瘤免疫治療的效果。
圖3
此外,鐵死亡還與缺血再灌注損傷、腎損傷、神經(jīng)系統(tǒng)疾病以及血液系統(tǒng)疾病等多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。
鐵死亡的調(diào)節(jié)涉及多個(gè)細(xì)胞代謝網(wǎng)絡(luò),包括脂質(zhì)、鐵和氨基酸代謝等。
例如,癌細(xì)胞可能表現(xiàn)出對特定氨基酸代謝途徑的依賴性改變,而某些基因如SLC7A11在抗氧化防御系統(tǒng)中起重要作用,其表達(dá)的改變可能影響細(xì)胞對鐵死亡的敏感性。
鐵死亡的檢測和研究方法也在不斷發(fā)展。熒光和比色微孔板檢測可用于定量分析細(xì)胞裂解物或其他樣品中的谷胱甘肽水平,而熒光重金屬指示劑如Phen Green和鈣黃綠素可用于檢測細(xì)胞中的鐵。
此外,研究鐵死亡時(shí)還可檢測其他細(xì)胞功能指標(biāo)~
如細(xì)胞增殖、活力和細(xì)胞周期,以將鐵死亡導(dǎo)致的細(xì)胞死亡區(qū)別于凋亡或自噬。
綜上所述,細(xì)胞鐵死亡是一種鐵依賴性的、區(qū)別于細(xì)胞凋亡和細(xì)胞自噬的新型細(xì)胞程序性死亡方式。其特點(diǎn)在于脂質(zhì)過氧化和抗氧化防御的喪失,與多種生物學(xué)過程和疾病密切相關(guān)。
隨著研究的深入,鐵死亡在腫瘤治療、疾病機(jī)制解析等方面的應(yīng)用前景將更加廣闊。
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