鐵死亡

一種鐵依賴的氧化性細胞死亡

鐵死亡(Ferroptosis )是一種鐵依賴性的,區別於細胞凋亡細胞壞死細胞自噬的新型的細胞程序性死亡方式。

簡介


鐵死亡的主要機制是,在二價鐵或酯氧合酶的作用下,催化細胞膜上高表達的不飽和脂肪酸,發生脂質過氧化,從而誘導細胞死亡;此外,還表現為抗氧化體系(谷胱甘肽GSH和谷胱甘肽過氧化物酶4-GPX4)的表達量的降低。

主要特徵


(1)細胞形態方面,鐵死亡會導致細胞線粒體變小,膜密度增高,嵴減少。細胞核中形態變化不明顯。
(2)細胞成分方面,鐵死亡表現為脂質過氧化增高,ROS升高。也有一些特徵基因發生變化。

主要作用


目前發現鐵死亡與神經系統疾病腫瘤、心臟疾病等密切相關,研究鐵死亡有助於深入認識這些疾病的發生髮展機制並為藥物研發提供指導。
鐵死亡
鐵死亡

發生機制


(1)基於GSH消耗的GPX4失活:如前所述,GPX4酶在細胞內是唯一一個用於脂質體過氧化物還原的GPX(谷胱甘肽過氧化物酶)。GPX4作用體現於,GPX4可以使得脂質過氧化的過氧鍵轉變為羥基,失去其過氧化物的活性。基於GPX4的酶的活性,主要靶標有:System Xc-體系(負責將GSH的合成原料半胱氨酸轉運至胞內)、谷氨酸-半胱氨酸連接酶、谷胱甘肽s-轉移酶、ND脫氫酶、(半胱氨酸)消耗等等。
(2)GPX4失活:除了間接作用於激活GPX4酶的GSH,還可以直接消除GPX4。如GPX4抑製劑、鯊烯合酶、HMG-CoA還原酶
(3)鐵離子輸入與鐵離子還原:向細胞中輸入鐵離子,並且保證鐵離子以二價鐵的形式大量存在,二價鐵離子通過芬頓反應可啟動脂質體過氧化。