下调systemXc的表达能够降低胞内半胱氨酸的浓度,进而限制GSH的合成效率,提高细胞内ROS水平并增加脂质过氧化物的积累来诱导铁死亡。爱拉斯汀是一种典型的systemXc小分子抑制剂,能够通过抑制半胱氨酸的摄取来降低细胞内GSH的浓度,进而钝化细胞内GR、GPXs等抗氧化系统。Zhu等采用无载体纳米递药技术构建了爱拉斯汀和二氢卟吩e6(chlorine6,Ce6)的纯药共组装纳米递药系统。纳米粒在中流细胞内解体并快速释药,爱拉斯汀明显抑制systemXc的活性,阻碍半胱氨酸的摄取,导致细胞内的GSH浓度下降。同时,光敏剂Ce6在激光照射下产生大量的ROS,进一步增加了细胞内脂质过氧化物的蓄积,极大发挥了铁死亡和光动力zhiliao(photodynamicstherapy,PDT)的协同zhiliao效果。其中COX2、ACSL4、PTGS2、NOX1在铁死亡细胞中表达上调。河南细胞铁死亡服务
铁死亡在肝ai中的调控途径还有:CDGSH铁硫结构域1,一种线粒体铁输出蛋白,靶向抑制CDGSH铁硫结构域1,可以促进线粒体铁沉积和ROS生成,诱发铁死亡;miRNA-214通过抑制激动转录因子4表达,抑制GSH合成,诱导肝ai细胞铁死亡;抑ai基因BRCA1相关蛋白1通过抑制SLC7A11表达,诱发铁死亡。这些铁死亡在肝细胞ai(HCC)中的分子机制均提示铁死亡在HCC的发生中扮演着重要角色。研究显示,相较于索拉非尼激酶抑制活性的促凋亡效应,其通过抑制systemXC-诱发肝ai细胞铁死亡效应更加明显。河南细胞铁死亡服务研究发现高铁状态以及遗传性血色病铁过载可诱发肝脏(肝细胞及巨噬细胞)发生铁死亡。
铁死亡的关键诱因之一—Fe2+/Fe3+通过酶促反应或者非酶促反应参与活性氧(reactive oxygen species, ROS)的形成。细胞内的铁有两种储存方式,一是以无害的形式储存在铁蛋白中,二是以游离的Fe2+形式在细胞内形成可变铁池。铁蛋白由铁蛋白重链和铁蛋白轻链两个亚基组成,分别由对应的基因编码而成。铁蛋白发生自噬降解释放出Fe2+的过程被称作铁蛋白自噬,核受体共激huo因子4作为接头蛋白介导这一过程。过表达核受体共激huo因子4会增加铁蛋白的降解,导致细胞内游离铁浓度上升,促进铁死亡的发生;另一方面,下调核受体共激huo因子4的表达可以抑制铁蛋白的降解,同时降低细胞对氧化损伤的敏感性。铁蛋白作为核转录因子Nrf2的下游调控基因,受到p62-Keap1-Nrf2信号通路的调控。另外,抑制铁代谢中主要的调控因子——铁反应元件结合蛋白2,能提高铁蛋白重链和铁蛋白轻链的表达从而抑制铁死亡。
一定量的游离铁是铁死亡发生的基础,铁螯合剂(如去铁胺DFO)可以降低几乎所有的脂质过氧化物,铁代谢过程与铁死亡的引发密切相关。转铁蛋白(transferrin)是铁的转运蛋白,它通过转铁蛋白受体(TFR-1)的识别将铁从细胞外环境输入细胞。进入细胞内的铁离子与过氧化氢(活性氧)发生芬顿反应,导致多不饱和脂肪酸过氧化,生成脂质过氧化物,破坏细胞膜结构,引起细胞死亡。多不饱和脂肪酸PUFA能够增加膜的流动性,对原始生命适应环境很重要。然而,多不饱和脂肪酸的代谢促进了铁死亡的诱导。铁死亡还受到铁死亡抑制蛋白(FSP1)、Nrf2、热休克蛋白(HSP)、线粒体的多种调控。
p53是中流抑制基因,通过调控铁死亡影响HCC发生。1)Jiang等研究发现,p53下调SLC7A11转录,影响systemXC-活性,进而诱导肝ai细胞铁死亡。2)p53上调精胺/精脒-N1-乙酰基转移酶1表达,使花生四烯酸15脂氧合酶水平升高,促进脂质过氧化物集聚,诱发铁死亡。3)Gao等发现铁死亡的发生需要谷氨酰胺和谷氨酰胺酶2。谷氨酰胺酶2是谷氨酰胺转化为谷氨酸的关键酶,调节GSH合成。p53上调谷氨酰胺酶2转录,其过表达抑制中流细胞生长和集落形成。这是铁死亡在肝ai中的调控途径之一。GCH1/BH4/DHFR通路是平行于GPX4的另一个抗氧化系统,是抵抗铁死亡的关键通路。中国台湾动物血液样本铁死亡服务
细胞发生铁死亡时线粒体变小以及线粒体膜密度较大。河南细胞铁死亡服务
在铁死亡过程中,多不饱和脂肪酸(PUFAs),特别是花生四烯酸和肾上腺素容易发生过氧化,导致脂质双层被破坏,影响膜功能。细胞膜中多不饱和脂肪酸的生物合成和改造需要ACSL4和LPCAT3酶。ACSL4催化游离花生四烯酸或肾上腺素酸分别与辅酶A结合形成衍生物AA-CoA或Ada-CoA,然后LPCAT3促进它们的酯化反应生成膜磷脂酰乙醇胺,产生AA-PE或Ada-PE。ACSL3将单不饱和脂肪酸(MUFAs)转化为酰基辅酶A酯,结合到膜磷脂中,从而保护ai细胞免受铁死亡的侵袭。AMPK介导的beclin 1磷酸化通过抑制还原型谷胱甘肽(GSH)的产生来促进铁死亡,而AMPK介导的ACAC磷酸化则通过限制多不饱和脂肪酸(PUFA)的产生来抑制铁死亡。河南细胞铁死亡服务
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