国自然热点 | 铁死亡机制及检测方法
什么是铁死亡？
铁死亡（ferroptosis）是细胞在小分子物质诱导下发生的氧化性细胞死亡，具有铁离子依赖性。研究发现，铁死亡与神经退行性疾病、肿瘤、动脉硬化、糖尿病、急性肾损伤等多种疾病相关，致病机理复杂，并可通过激活或抑制铁死亡来干预疾病的发展，因此铁死亡成为近年来的研究热点。
图1 铁死亡发生机制[1]
铁死亡发生机制
铁死亡是亚铁离子和活性氧（reactive oxygen species，ros）依赖的脂质过氧化物累积引起的。铁死亡的发生机制如图1，其上游通路是通过直接或间接影响谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，gpxs）的活性，降低细胞抗氧化能力，致使脂质过氧化反应增加，脂质活性氧增多，引起铁死亡的发生。此外，在亚铁离子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，从而诱导细胞死亡。铁死亡的本质是谷胱甘肽的耗竭，谷胱甘肽过氧化物酶（gpx4）活性下降，脂质氧化物不能通过gpx4催化的谷胱甘肽还原酶反应代谢，之后亚铁离子氧化脂质产生活性氧，从而促使铁死亡的发生。
铁死亡形态特点
目前，研究较多的细胞死亡方式包括铁死亡（ferroptosis）、细胞凋亡（apoptosis） 、细胞坏死（necrosis）和细胞自噬（autophagy），它们在形态上的区别如图2。
铁死亡：线粒体皱缩、膜密度增加、线粒体嵴减少或消失；
细胞凋亡：染色质凝集、核固缩、碎裂；形成凋亡小体、线粒体形态无明显变化；
细胞坏死：细胞器肿胀、质膜损坏、细胞裂解、细胞内容物溢出、组织损伤；
细胞自噬：双层膜自噬体（内含胞浆成分，如线粒体、内质网、核糖体等）或单层膜自噬溶酶体（胞浆成分已降解）形成。
图2 细胞铁死亡、凋亡、坏死和自噬的形态症状[2]
铁死亡的调节通路
研究表明，铁死亡可以被多种化合物诱导（表1），其发生受胱氨酸谷氨酸转运受体（system xc-）、p53、gpx4、电压依赖性阴离子通道（voltage-dependent anion channels，vdacs）等通路的调节。此外，诱导脂质过氧化反应也可导致铁死亡；血红素加氧酶1（heme oxygenase-1，ho-1）、转铁蛋白是细胞内铁的来源，它们也参与了铁死亡的调节过程[3]。
表1 铁死亡诱导剂和抑制剂
铁死亡诱导剂
铁死亡抑制剂
化合物
机制
化合物
机制
erastin
system xc-，vdac2/3
trolox
亲脂性抗氧化剂
rsl3
gpx4
glutathione
氧化途径/细胞内铁
sulfasalazine
system xc-
ferrostatin-1
ros、脂质过氧化
sorafenib
system xc-
liproxstatin-1
ros、脂质过氧化
artesunate
氧化途径
deferoxamine mesylate
铁螯合剂
cisplatin
gsh
deferasirox
铁螯合剂
fin56
gpx4
zileuton
脂氧合酶抑制剂
bay 87-2243
ros
pd-146176
脂氧合酶抑制剂
铁死亡的判断与检测
细胞发生铁死亡，其在生化特征上表现为铁积累、脂质过氧化、线粒体膜电位降低等。因此可以通过检测以下特异性元素：gpx4和gsh、ros和脂质过氧化、铁离子水平、线粒体活性等多方向，尽可能全面地验证铁死亡[4]。
1、gpx4和gsh检测方法：
1）比色测定法评估gpx4活性；
2）通过抗gpx4的抗体检测。
2、ros与脂质过氧化检测方法：
1）特异性荧光探针（如dchf-da）进行半定量分析；
2）elisa和tbar检测脂质ros下游副产物（如4-hne蛋白质加合物和mda）；
3）抑制剂：利用特异性抗氧化性铁死亡抑制剂，如ferrostatin-1协同分析。
铁离子水平：
1） 可通过使用例如菲洛嗪等化合物的比色反应来检测铁离子水平，该化合物与铁结合时能显色；
2） 影响铁离子浓度的螯合剂或基因操纵（如转铁蛋白受体、铁蛋白和线粒体铁蛋白）也会影响铁死亡。
线粒体检测：
1）观测线粒体发生铁死亡特征性形态改变，线粒体膜密度增加，嵴减少，膜电位降低；
2）gpx4功能降低后几个小时会有细胞碎裂的现象，可使用线粒体标记物如mitoscene green i检测线粒体的形态。
铁死亡作为新型程序性细胞死亡方式，近年来在疾病研究中的重要作用逐渐被揭示。虽然目前对其特点、发生机制有了初步的了解，但依旧有许多问题亟待解答，比如进一步揭示铁死亡在各种疾病中的详细调控机制，开发新的铁死亡特异性标志物检测技术等。
参考文献
[1] 周文博,孔晨飞,秦高伟,等.铁死亡发生机制的研究进展[j].生物化学与生物物理进展, 2018, 45(1):7.
[2] dixon sj, lemberg km, lamprecht mr, et al. ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death[j]. cell, 2012, 149( 5): 1060-1072.
[3] gao m, monian p, quadri n, et al. glutaminolysis and transferrin regulate ferroptosis. mol cell, 2015, 59(2): 298-308.
[4] 孙悦,付松波,李亦兰.心肌细胞铁死亡及其检测方法[j].心血管病学进展, 2023, 44(2):167-171.
铁死亡诱导剂：
货号
品名
cas号
规格
abs810466
cisplatin
15663-27-1
50mg
abs810744
erastin
571203-78-6
5mg
abs811256
bay 87-2243
1227158-85-1
10mg
abs813393
sulfasalazine
599-79-1
1g
abs814525
fin56
1083162-61-1
5mg
abs816204
rsl3
1219810-16-8
5mg
abs816675
artesunate
88495-63-0
10mg
abs817880
sorafenib
284461-73-0
10mg
铁死亡抑制剂：
货号
品名
cas号
规格
abs47006920
glutathione
70-18-8
20mg
abs810754
liproxstatin-1
950455-15-9
5mg
abs812898
deferoxamine mesylate
138-14-7
100mg
abs813072
ferrostatin-1
347174-05-4
10mg
abs813448
zileuton
111406-87-2
100mg
abs814552
pd-146176
4079-26-9
10mg
abs817234
deferasirox
201530-41-8
2mg
abs817347
trolox
53188-07-1
50mg
铁死亡研究相关抗体/蛋白：
货号
品名
规格
abs126100
rabbit anti-4 hydroxynonenal polyclonal antibody
100μl
abs136221
rabbit anti-gpx4 polyclonal antibody
50μg
abs154673
mouse anti-gsto1 monoclonal antibody(jmmr-2558)
100μl
abs154718
rabbit anti-gstp1 monoclonal antibody(jrmr-10123-28)
100μl
abs156086
rabbit anti-cd71/transferrin receptor monoclonal antibody
50μl
abs159872
rabbit anti-transferrin receptor 1 monoclonal antibody(6h2)
100μl
abs44077956
重组人转铁蛋白
100mg
abs47014917
牛转铁蛋白
100mg
铁死亡研究检测试剂盒：
货号
品名
规格
abs580011
丙二醛（mda）检测试剂盒
96t
abs580105
铁离子检测试剂盒
96t
abs580006
谷胱甘肽检测试剂盒
96t
abs580042
谷胱甘肽还原酶检测试剂盒
96t
abs580136
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒
96t
死亡研究荧光探针与染料：
货号
品名
cas号
规格
abs42007826
菲啰嗪一钠盐（铁离子检测指示剂）
69898-45-9
1g
abs42197174
dcfh-da（ros探针）
4091-99-0
100mg
abs45153746
tmrm perchlorate（线粒体染料）
115532-50-8
25mg
abs47047744
jc-10线粒体膜电位荧光探针
—
1mg
abs47048146
4-di-1-asp（线粒体染料）
68971-03-9
20mg
abs47048147
mitoscene green i（线粒体绿色荧光染料）
201860-17-5
50μg
温馨提示：absin所有产品仅用于科学研究，请勿药物、家用或其他用途。
好消息！absin文献奖励重磅升级！
absin特色产品线：
wb相关：ecl发光液、预染marker、预制胶；ihc相关：二抗试剂盒、组化笔；ip/coip试剂盒；激动剂/抑制剂；血清、bsa、蛋白酶k、ctb、ttx、cee；凋亡试剂盒；呼吸爆发试剂盒；elisa试剂盒；重组蛋白；抗体: 二抗、标签抗体、对照抗体；定制服务(抗体/多肽/蛋白/标记/检测)...
英国fba快递（英国fba物流配送）
美欧专线空派公司的各类注意事项是什么？,美欧专线空派的特点有哪些
国际海运怎么样？
使用直流高压发生器手麻？可能外壳带电
三叶型转子泵转子找静不平衡的方法
国自然热点 | 铁死亡机制及检测方法
罗茨风机安装时如何放垫铁和铲麻面？
海运船物流电话 海运船联系电话
主动预防、智能预警、稳静控制，创新交通标志信息管理技术（上）
热固改性聚合物保温板
分别介绍NORGREN电磁阀的工作原理及功能分析
油船市场“如日中天”
聚氨酯冷库保温板厂家（生产出售）
详细介绍日本SMC温控器故障处理措施
旋风除尘器和布袋除尘器的原理介绍
电磁流量计的缺点一览
长滩港10月份的集装箱吞吐量暴跌16.6%
数控仪表车床使用方法说明
NORGREN诺冠气缸异常现象及相应措施
移印机是做什么用的呢
铁死亡（ferroptosis）是细胞在小分子物质诱导下发生的氧化性细胞死亡，具有铁离子依赖性。研究发现，铁死亡与神经退行性疾病、肿瘤、动脉硬化、糖尿病、急性肾损伤等多种疾病相关，致病机理复杂，并可通过激活或抑制铁死亡来干预疾病的发展，因此铁死亡成为近年来的研究热点。
图1 铁死亡发生机制[1]
铁死亡发生机制
铁死亡是亚铁离子和活性氧（reactive oxygen species，ros）依赖的脂质过氧化物累积引起的。铁死亡的发生机制如图1，其上游通路是通过直接或间接影响谷胱甘肽过氧化物酶（glutathioneperoxidase，gpxs）的活性，降低细胞抗氧化能力，致使脂质过氧化反应增加，脂质活性氧增多，引起铁死亡的发生。此外，在亚铁离子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，从而诱导细胞死亡。铁死亡的本质是谷胱甘肽的耗竭，谷胱甘肽过氧化物酶（gpx4）活性下降，脂质氧化物不能通过gpx4催化的谷胱甘肽还原酶反应代谢，之后亚铁离子氧化脂质产生活性氧，从而促使铁死亡的发生。
铁死亡形态特点
目前，研究较多的细胞死亡方式包括铁死亡（ferroptosis）、细胞凋亡（apoptosis） 、细胞坏死（necrosis）和细胞自噬（autophagy），它们在形态上的区别如图2。
铁死亡：线粒体皱缩、膜密度增加、线粒体嵴减少或消失；
细胞凋亡：染色质凝集、核固缩、碎裂；形成凋亡小体、线粒体形态无明显变化；
细胞坏死：细胞器肿胀、质膜损坏、细胞裂解、细胞内容物溢出、组织损伤；
细胞自噬：双层膜自噬体（内含胞浆成分，如线粒体、内质网、核糖体等）或单层膜自噬溶酶体（胞浆成分已降解）形成。
图2 细胞铁死亡、凋亡、坏死和自噬的形态症状[2]
铁死亡的调节通路
研究表明，铁死亡可以被多种化合物诱导（表1），其发生受胱氨酸谷氨酸转运受体（system xc-）、p53、gpx4、电压依赖性阴离子通道（voltage-dependent anion channels，vdacs）等通路的调节。此外，诱导脂质过氧化反应也可导致铁死亡；血红素加氧酶1（heme oxygenase-1，ho-1）、转铁蛋白是细胞内铁的来源，它们也参与了铁死亡的调节过程[3]。
表1 铁死亡诱导剂和抑制剂
铁死亡诱导剂
铁死亡抑制剂
化合物
机制
化合物
机制
erastin
system xc-，vdac2/3
trolox
亲脂性抗氧化剂
rsl3
gpx4
glutathione
氧化途径/细胞内铁
sulfasalazine
system xc-
ferrostatin-1
ros、脂质过氧化
sorafenib
system xc-
liproxstatin-1
ros、脂质过氧化
artesunate
氧化途径
deferoxamine mesylate
铁螯合剂
cisplatin
gsh
deferasirox
铁螯合剂
fin56
gpx4
zileuton
脂氧合酶抑制剂
bay 87-2243
ros
pd-146176
脂氧合酶抑制剂
铁死亡的判断与检测
细胞发生铁死亡，其在生化特征上表现为铁积累、脂质过氧化、线粒体膜电位降低等。因此可以通过检测以下特异性元素：gpx4和gsh、ros和脂质过氧化、铁离子水平、线粒体活性等多方向，尽可能全面地验证铁死亡[4]。
1、gpx4和gsh检测方法：
1）比色测定法评估gpx4活性；
2）通过抗gpx4的抗体检测。
2、ros与脂质过氧化检测方法：
1）特异性荧光探针（如dchf-da）进行半定量分析；
2）elisa和tbar检测脂质ros下游副产物（如4-hne蛋白质加合物和mda）；
3）抑制剂：利用特异性抗氧化性铁死亡抑制剂，如ferrostatin-1协同分析。
铁离子水平：
1） 可通过使用例如菲洛嗪等化合物的比色反应来检测铁离子水平，该化合物与铁结合时能显色；
2） 影响铁离子浓度的螯合剂或基因操纵（如转铁蛋白受体、铁蛋白和线粒体铁蛋白）也会影响铁死亡。
线粒体检测：
1）观测线粒体发生铁死亡特征性形态改变，线粒体膜密度增加，嵴减少，膜电位降低；
2）gpx4功能降低后几个小时会有细胞碎裂的现象，可使用线粒体标记物如mitoscene green i检测线粒体的形态。
铁死亡作为新型程序性细胞死亡方式，近年来在疾病研究中的重要作用逐渐被揭示。虽然目前对其特点、发生机制有了初步的了解，但依旧有许多问题亟待解答，比如进一步揭示铁死亡在各种疾病中的详细调控机制，开发新的铁死亡特异性标志物检测技术等。
参考文献
[1] 周文博,孔晨飞,秦高伟,等.铁死亡发生机制的研究进展[j].生物化学与生物物理进展, 2018, 45(1):7.
[2] dixon sj, lemberg km, lamprecht mr, et al. ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death[j]. cell, 2012, 149( 5): 1060-1072.
[3] gao m, monian p, quadri n, et al. glutaminolysis and transferrin regulate ferroptosis. mol cell, 2015, 59(2): 298-308.
[4] 孙悦,付松波,李亦兰.心肌细胞铁死亡及其检测方法[j].心血管病学进展, 2023, 44(2):167-171.
铁死亡诱导剂：
货号
品名
cas号
规格
abs810466
cisplatin
15663-27-1
50mg
abs810744
erastin
571203-78-6
5mg
abs811256
bay 87-2243
1227158-85-1
10mg
abs813393
sulfasalazine
599-79-1
1g
abs814525
fin56
1083162-61-1
5mg
abs816204
rsl3
1219810-16-8
5mg
abs816675
artesunate
88495-63-0
10mg
abs817880
sorafenib
284461-73-0
10mg
铁死亡抑制剂：
货号
品名
cas号
规格
abs47006920
glutathione
70-18-8
20mg
abs810754
liproxstatin-1
950455-15-9
5mg
abs812898
deferoxamine mesylate
138-14-7
100mg
abs813072
ferrostatin-1
347174-05-4
10mg
abs813448
zileuton
111406-87-2
100mg
abs814552
pd-146176
4079-26-9
10mg
abs817234
deferasirox
201530-41-8
2mg
abs817347
trolox
53188-07-1
50mg
铁死亡研究相关抗体/蛋白：
货号
品名
规格
abs126100
rabbit anti-4 hydroxynonenal polyclonal antibody
100μl
abs136221
rabbit anti-gpx4 polyclonal antibody
50μg
abs154673
mouse anti-gsto1 monoclonal antibody(jmmr-2558)
100μl
abs154718
rabbit anti-gstp1 monoclonal antibody(jrmr-10123-28)
100μl
abs156086
rabbit anti-cd71/transferrin receptor monoclonal antibody
50μl
abs159872
rabbit anti-transferrin receptor 1 monoclonal antibody(6h2)
100μl
abs44077956
重组人转铁蛋白
100mg
abs47014917
牛转铁蛋白
100mg
铁死亡研究检测试剂盒：
货号
品名
规格
abs580011
丙二醛（mda）检测试剂盒
96t
abs580105
铁离子检测试剂盒
96t
abs580006
谷胱甘肽检测试剂盒
96t
abs580042
谷胱甘肽还原酶检测试剂盒
96t
abs580136
谷胱甘肽过氧化物酶检测试剂盒
96t
死亡研究荧光探针与染料：
货号
品名
cas号
规格
abs42007826
菲啰嗪一钠盐（铁离子检测指示剂）
69898-45-9
1g
abs42197174
dcfh-da（ros探针）
4091-99-0
100mg
abs45153746
tmrm perchlorate（线粒体染料）
115532-50-8
25mg
abs47047744
jc-10线粒体膜电位荧光探针
—
1mg
abs47048146
4-di-1-asp（线粒体染料）
68971-03-9
20mg
abs47048147
mitoscene green i（线粒体绿色荧光染料）
201860-17-5
50μg
温馨提示：absin所有产品仅用于科学研究，请勿药物、家用或其他用途。
好消息！absin文献奖励重磅升级！
absin特色产品线：
wb相关：ecl发光液、预染marker、预制胶；ihc相关：二抗试剂盒、组化笔；ip/coip试剂盒；激动剂/抑制剂；血清、bsa、蛋白酶k、ctb、ttx、cee；凋亡试剂盒；呼吸爆发试剂盒；elisa试剂盒；重组蛋白；抗体: 二抗、标签抗体、对照抗体；定制服务(抗体/多肽/蛋白/标记/检测)...
英国fba快递（英国fba物流配送）
美欧专线空派公司的各类注意事项是什么？,美欧专线空派的特点有哪些
国际海运怎么样？
使用直流高压发生器手麻？可能外壳带电
三叶型转子泵转子找静不平衡的方法
国自然热点 | 铁死亡机制及检测方法
罗茨风机安装时如何放垫铁和铲麻面？
海运船物流电话 海运船联系电话
主动预防、智能预警、稳静控制，创新交通标志信息管理技术（上）
热固改性聚合物保温板
分别介绍NORGREN电磁阀的工作原理及功能分析
油船市场“如日中天”
聚氨酯冷库保温板厂家（生产出售）
详细介绍日本SMC温控器故障处理措施
旋风除尘器和布袋除尘器的原理介绍
电磁流量计的缺点一览
长滩港10月份的集装箱吞吐量暴跌16.6%
数控仪表车床使用方法说明
NORGREN诺冠气缸异常现象及相应措施
移印机是做什么用的呢