铁死亡机制及其在肿瘤治疗中的应用

铁死亡作为新发现的一种调节性细胞死亡,是一类铁依赖性脂质过氧化物累积所导致的细胞死亡方式。铁死亡与铁离子代谢、脂质代谢和氨基酸代谢存在密切关联。随着铁死亡相关分子机制的不断发展和完善,铁死亡在肿瘤治疗方面表现出良好的应用前景。本文将介绍铁死亡机制的研究进展及其在肿瘤治疗中的应用探索。     

铁死亡应用于白血病治疗的研究进展

铁死亡是以特定脂质过氧化为核心、由铁离子介导的新型细胞死亡机制。白血病细胞内的铁稳态失调、脂质代谢失衡以及活性氧累积等特点,符合铁死亡的基本机制,为用铁死亡治疗白血病提供了理论基础。本文阐述了铁死亡在不同类型白血病治疗中的研究进展,讨论了相关药物的作用机制,为铁死亡应用于白血病的治疗提供参考。     

癌症中与脂质过氧化相关的铁死亡抑制机制

铁死亡(ferroptosis)是近年来发现的一种细胞死亡方式，以铁依赖和脂质过氧化(lipid peroxidation)为特点，有别于凋亡等其他细胞程序性死亡。诱导或促进细胞铁死亡也成为很有前景的肿瘤治疗方向。但在一些肿瘤中，癌细胞对铁死亡的敏感性下降，甚至顽固性抵抗死亡；除此之外，临床前实验中耐铁死亡诱导剂癌细胞的出现也引起隐忧。因此，明确肿瘤细胞抵抗铁死亡的机制，探索可能的靶向策略、削弱其对铁死亡的耐受程度，可以为肿瘤治疗提供帮助。铁死亡是在不同因素作用下，由活性氧产生、脂质过氧化、质膜受损和细胞死亡等系列事件组成的过程。其中，细胞质膜的脂质过氧化是铁死亡执行过程的核心阶段，对质膜的完整性、细胞存亡发挥决定性作用。本文将聚焦于这一关键事件，介绍其发生发展过程及其导致细胞死亡的可能机制，从膜磷脂组成、氧化级联反应、脂质过氧化物的清除和受损质膜的修复等方面，汇总近年来关于肿瘤细胞抑制脂质过氧化和抵抗铁死亡的研究进展，以及这些研究成果为提高肿瘤治疗效果提供的思路，为拓展铁死亡敏感性肿瘤的药物治疗、寻求铁死亡耐受肿瘤的药物治疗方案提供线索。     

铁死亡相关机制及其在肾脏相关疾病中的研究进展

铁死亡是近年来新发现的一种铁依赖的区别于细胞凋亡、坏死、焦亡的程序性细胞死亡方式,其主要特点为铁离子累积与脂质过氧化的发生.研究表明,铁死亡在急性肾损伤、肾癌等肾脏相关疾病中起重要作用,但其确切机制尚未被完全揭示.随着铁死亡相关机制研究的不断发展,铁死亡在肾脏相关疾病治疗方面表现出良好的应用前景.本文对铁死亡相关机制及...     

铁死亡的生化过程及对肿瘤的影响

铁死亡(ferroptosis）是近年提出的一种调节性细胞死亡方式,主要依赖于细胞内铁和脂质活性氧（reactive oxygen species, ROS）积累所引起的细胞死亡。铁死亡的发生与多种生物化学过程密切相关,包括多不饱和脂肪酸、铁和氨基酸代谢,以及谷胱甘肽、磷脂、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH）和辅酶Q10的生物合成。与正常细胞相比,肿瘤细胞内ROS水平通常较高,因而与ROS有关的铁死亡对肿瘤疾病的影响引人注目。在调节肿瘤细胞如卵巢恶性肿瘤、头颈部癌、弥漫性大B细胞淋巴瘤、肝癌,以及横纹肌肉瘤的生长和增殖中,铁死亡发挥了不可忽视的作用。本文主要阐述了各种生物化学过程对铁死亡的影响,以及铁死亡在肿瘤疾病中的研究进展,为肿瘤疾病的治疗提供新思路。     

线粒体在铁死亡中的形态特征和作用

铁死亡是铁依赖性的脂质过氧化作用驱动的一种独特的细胞死亡方式。与细胞凋亡、自噬性程序性细胞死亡和细胞焦亡等细胞死亡方式不同，铁死亡的主要特征是线粒体形态的改变，包括线粒体膜变得致密并伴随体积变小，以及外膜破裂和线粒体嵴的减少或消失。线粒体作为细胞代谢的核心，是铁代谢、脂质代谢和能量代谢中的重要细胞器。但是，线粒体如何参与铁死亡并在其进程中发挥怎样的作用仍存在争议。本文综述了现有对铁死亡发生和防御机制的认识，并且对线粒体在铁死亡进程中的促进和抑制作用进行了描述和分析，包括线粒体三羧酸循环和糖酵解、线粒体活性氧、线粒体脂质代谢对铁死亡的积极驱动过程，以及通过线粒体铁蛋白、线粒体二氢乳酸脱氢酶等分子对线粒体脂质过氧化物解毒并抑制铁死亡的作用机制。最后补充说明了其他涉及铁死亡的线粒体分子调控机制。本文通过综述线粒体在铁死亡进程中的最新研究进展，旨在对深入了解铁死亡中线粒体的功能及其对铁死亡发生发展的作用机制，为细胞生物学基础研究及临床相关疾病的研究提供理论依据和参考。     

铁死亡调控机制与肿瘤发生与治疗的研究进展

铁死亡是一种不同于凋亡与坏死的新细胞死亡方式,它与铁代谢及氧化损伤具有高度相关性,并以胞质和脂质的活性氧明显增多、线粒体体积变小以及膜密度增厚为死亡标志。近来研究者发现铁死亡在许多疾病中发挥着重要的作用。本文通过对铁死亡及其机制的总结分析,阐明铁死亡及其机制在肿瘤发生与治疗中相关研究和最新进展。     

靶向铁死亡防治重大疾病的转化医学研究

铁死亡(ferroptosis)是近年新发现的铁依赖的独特细胞程序化死亡方式,以致死性脂质过氧化蓄积为主要特征.目前,铁死亡研究领域发展迅猛,已成为生命科学及医学等领域的全球热点.大量研究提示铁死亡在心血管疾病、肝病、肾病、肿瘤及神经退行性等衰老相关重大疾病的发生发展及诊治中发挥重要作用.本文综述铁死亡的调控机制及其在脏器损伤和衰老相关疾病中的研究进展,总结现有铁死亡相关药物的应用,并对靶向铁死亡的临床转化应用前景进行展望.     

病原真菌中潜在的铁死亡通路：功能与研究展望

铁死亡是一种铁离子参与、使细胞内脂质过氧化物积累到致死水平的新型程序性细胞死亡形式。目前,铁死亡的作用与机制在动物细胞已广泛、深入研究,而真菌铁死亡研究才刚刚起步。本综述旨在探讨铁离子稳态调控因子、膜脂抗氧化系统及脂质过氧化酶促系统这3种已知的铁死亡调控途径,列举它们在真菌中的同源蛋白的生物学功能。我们推测,病原真菌细胞铁死亡也许广泛参与其生长发育和致病性方面的调控,铁死亡调控通路有可能成为真菌病害防控的新的潜在靶标。     

铁死亡与缺血性脑卒中

铁死亡是一种铁代谢异常、脂质过氧化物累积构成的可调节性新型细胞死亡方式。缺血性脑卒中是全球第二大常见的脑血管疾病,病死率、致残率、复发率极高,其发生伴随着大量神经元死亡。现有研究证明,缺血性脑卒中发病机制与铁死亡关系密切。缺血性脑卒中损伤中出现的细胞内铁水平升高、脂质过氧化物增多和抗氧化能力下降的现象与铁依赖性非凋亡形式的铁死亡相一致。因此,阐明铁死亡在缺血性脑卒中的发生机制,有利于为其临床治疗提供新靶点。本文将从铁代谢、脂质代谢、氨基酸代谢、活性氧生成的调控等方面论述铁死亡发生的调节机制,着重探讨铁死亡发生在缺血性脑卒中的病理生理机制,期望以铁死亡为切入点,为缺血性脑卒中的临床治疗提供参考。     

泛素化在调控铁死亡中的作用

铁死亡是一种由脂质过氧化驱动的铁依赖性的新的细胞死亡方式,越来越多的证据表明,铁死亡与各种病理状态有关,如神经退行性疾病、糖尿病肾病、癌症等,脂质过氧化驱动的铁死亡可能促进或抑制这些疾病的发生发展,细胞中抗氧化系统通过抑制脂质过氧化在抵抗铁死亡过程中发挥着重要作用。铁死亡的关键通路有以SLC7A11-GPX4为关键分子的氨基酸代谢通路、以铁蛋白或转铁蛋白为主的铁代谢通路,以及脂质代谢通路。铁死亡的发生受到细胞内蛋白质的调节,这些蛋白质会发生各种翻译后修饰,包括泛素化修饰。泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system,UPS）是细胞内主要降解系统之一,通过酶促级联反应催化泛素分子标记待降解蛋白,随后由蛋白酶体识别并降解目标蛋白质。UPS根据其降解底物的不同在调节铁死亡的反应中发挥双重作用。UPS通过促进铁死亡关键分子（如SLC7A11、GPX4、GSH）以及抗氧化系统成分（如NRF2）的泛素化降解从而促进铁死亡,也可以通过促进脂质代谢通路中相关分子（如ACSL4、ALOX15）的泛素化降解从而抑制铁死亡。本综述介绍泛素化修饰在调控铁死亡进程中作用的最新研究进展,总结了已发表的关于E3泛素连接酶和去泛素酶调控铁死亡的研究,归纳了泛素连接酶、去泛素酶调控铁死亡的作用靶点,有助于确定人类疾病中新的预后指标,为这些疾病提供潜在的治疗策略。     

铁死亡及其在心脑血管疾病中的研究进展

铁死亡是一种程序性细胞死亡方式,其发生伴随铁依赖性脂质活性氧的积累和质膜多不饱和脂肪酸的消耗,涉及脂质代谢、氨基酸代谢和铁代谢三个过程。心脑血管疾病严重危害人类健康,是心脏血管和脑血管疾病的综合,铁死亡在其发病过程中发挥了至关重要的作用。现主要围绕铁死亡的机制及其在心脏血管和脑血管疾病中的影响等相关问题进行综述,从而为相关疾病的防治提供参考。     

铁死亡与肾脏疾病相关性的研究进展

铁死亡(ferroptosis)是2012年新发现的一种非凋亡的细胞死亡形式,其实质是依赖铁离子的活性氧(reactive oxygen species,ROS)和脂质氢过氧化物蓄积导致的线粒体形态改变和细胞膜磷脂过氧化损伤。铁死亡与许多肾脏疾病的病理生理进程密切相关。然而铁死亡参与肾脏疾病损伤的分子生物学机制尚缺乏系统和深入的认识。针对铁死亡的调控机制、研究进展及其在肾脏相关疾病中的作用作一综述,以期为肾脏疾病的治疗提供新思路、新靶点。     

铁死亡中的代谢调控网络及其与肺相关疾病的联系

铁死亡(ferroptosis)是新近发现的一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的非凋亡形式的调节性细胞死亡方式。目前的研究表明,铁死亡会影响体内许多代谢过程和稳态平衡,并且它与许多肺疾病有关,包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病和肺纤维化等。目前,关于铁死亡的研究尚处于起始阶段,现有研究已确认铁死亡受多种基因调控,主要涉及铁稳态和脂质过氧化代谢等方面的基因改变,且机制复杂。本综述基于先前的研究,总结了部分与铁死亡有关的代谢调控网络,并讨论了铁死亡在诸多肺相关疾病病理生理学过程中的作用,期望为此类疾病的研究和治疗提供新的思路和借鉴。     

铁科学(Ferrology):充满魅力的新型交叉学科

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不可缺少的因子,在新陈代谢、生物催化、呼吸链电子传递、氧气运输、能量维持、免疫调控等方面都发挥重要作用.铁不仅是生命延续的必需元素,也是细胞程序性坏死-铁死亡的必要组分.铁稳态失衡是贫血、血色病、肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等众多疾病发生的关键病因.靶向调控铁离子稳态已成为防治众多重大疾病的有效策略,并有临床新药广泛使用.随着科学与技术的迅猛发展,铁离子对生命与健康的意义远比人类预测的更深远和复杂.近年铁死亡被广泛持续关注,成为全球生命医学十大热点之一.铁死亡和铁代谢的科学研究范式呈现出交叉性、多样化、多领域及集成式发展态势.因此,我们提出“铁科学(Ferrology)”,它是一门以铁元素为生命核心要素的新兴交叉新学科.该学科体系主要探索铁离子驱动生命起源及生命全过程的科学规律,并系统性研究涵盖铁离子从“分子-细胞-个体-群体”多层次到“全生命周期、多维度、跨物种间”个性及...     

谷胱甘肽过氧化酶4在胃肠道肿瘤中的作用与治疗

胃肠道肿瘤发病率逐年上升,其病死率在我国癌症中位居前列,严重危害国民健康。只有提前预防加有效治疗双管齐下,才能更好地降低癌症负担。铁死亡是一种铁依赖的,区别于细胞凋亡、坏死、自噬的细胞程序性死亡方式。近几年,肿瘤耐药性的增加引起了学者对诱导癌细胞铁死亡的兴趣,因为铁死亡固有的生理功能之一就是肿瘤抑制。铁死亡受到氧化系统和抗氧化系统的平衡调节,谷胱甘肽过氧化酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)是抗氧化系统的核心因子之一,在多种恶性肿瘤中异常表达,与肿瘤的不良生物学行为相关。在胃肠道肿瘤中,GPX4表达异常,并参与肿瘤的发生发展、治疗和耐药。作为胃肠道肿瘤中许多分子的作用靶点(例如小分子化合物、miRNA和纳米反应器等),GPX4在多个水平上受到调节,并参与调控多种复杂的信号通路。以GPX4为靶点的策略有望成为治疗胃肠道肿瘤的新途径。本文就GPX4在胃肠道肿瘤中的国内外研究进展进行综述,阐明其分子调控机制和目前的药物研究进展,为胃肠道肿瘤的研究及防治提供新的思路。     

铁死亡在缺血性脑卒中的作用

缺血性脑卒中(ischemic cerebral strock,ICS)是一种由脑部血流不足引起的疾病，可以直接导致神经损伤，目前仍没有十分有效的神经保护剂。铁死亡是一种主要依赖于铁的脂质过氧化物驱动、受多种细胞代谢途径进行调控的细胞程序性死亡方式。铁死亡在ICS的病理生理发展中也发挥重要作用，能诱发和加重脑缺血后的损伤并贯穿着整个病理过程。ICS损伤的铁死亡机制涉及铁超载、氧化还原失调和脂质过氧化等。参与ICS的铁死亡调控的主要信号通路，包括SLC7A11-GSH-GPX4、AMPK/PGC-1α及COX-2/PGE2等。本文以铁死亡的作用机制为切入点，通过综述铁死亡与ICS之间的关系，以期为ICS的临床研究和治疗，以及寻找新的治疗靶点提供思路。     

A型流感病毒通过激活HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路诱导肺上皮细胞铁死亡的机制

【背景】已发现A型流感病毒（influenza A virus,IAV）可激活多种程序性细胞死亡途径,这些途径在宿主细胞防御系统中起着重要作用。铁死亡是一种新型的非凋亡细胞死亡,主要由铁依赖性脂质过氧化介导。【目的】探讨HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路在IAV感染诱导的细胞铁死亡中的作用机制。【方法】使用IAV感染小鼠肺上皮细胞（MLE-12）构建细胞损伤模型后检测细胞病毒滴度和炎性因子分泌;使用荧光探针法和比色法检测细胞活性氧（reactive oxygen species,ROS）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、总铁离子和亚铁离子;透射电镜观察细胞超微结构;检测细胞铁死亡标志物mRNA和蛋白表达;生物信息学预测流感病毒诱导铁死亡潜在作用机制;激光共聚焦观察IAV对细胞缺氧诱导因子-1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）表达影响,并检测其信号通路相关元件mRNA和蛋白表达;构建HIF-1α敲低模型,探讨HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路在IAV诱导细胞铁死亡中的作用。【结果】铁死亡抑制剂能降低IAV感染细胞的病毒载量和炎性因子的分泌,并能抑制细胞ROS、总铁离子和亚铁离子含量,促进细胞SOD活性,修复细胞线粒体损伤,逆转铁死亡标志物mRNA和蛋白表达;生物信息学预测发现HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路在IAV诱导的铁死亡中具有重要的相关性;试验验证IAV感染能促进细胞HIF-1α的激活和易位入核,并激活HIF-1α、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase,iNOS）的mRNA和蛋白表达。【结论】IAV感染可以诱导细胞发生铁死亡,其作用机制可能是通过激活HIF-1α/iNOS/VEGF信号通路发挥作用。     

铁死亡及其在脑缺血再灌注损伤中的作用

铁死亡是新近发现的以铁依赖性脂质过氧化为主要特征的细胞可调节性死亡方式之一。许多神经系统疾病、心血管疾病及肿瘤都涉及铁死亡,然而其发生发展机制尚未被完全揭示。从调节铁死亡为治疗靶点的思路出发,以不同疾病动物/细胞模型为基础的铁死亡机制研究和作用于不同环节的各种铁死亡抑制剂或诱导剂在疾病中的作用研究正不断深入展开。本文从铁死亡的发现及主要特征、机制研究进展、标志性蛋白或基因以及铁死亡在脑缺血再灌注损伤中的研究这几方面进行综述,试图梳理铁死亡研究现状,为进一步深入研究脑缺血再灌注损伤中铁死亡的作用奠定理论基础。     

脂质运载蛋白-2在肿瘤进展中的作用

铁元素通过参与氧化损伤、分泌炎性因子、改变信号通路、影响免疫系统等过程,在肿瘤的发生发展中发挥重要的促进作用。靶向铁的治疗是肿瘤治疗的重要策略之一。转铁蛋白参与肿瘤细胞铁的运输,是肿瘤治疗的重要靶标。脂质运载蛋白-2(lipocalin-2,LCN2)是由肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞分泌的胞内可运输铁离子的蛋白质。LCN2在多种类型的肿瘤中表达均明显升高,有望成为相关癌症不良预后的标志物,是近年来研究的热点。LCN2主要通过结合不同的配体与受体参与铁的运输,保护基质金属蛋白酶-9活性,分泌细胞因子等机制,参与肿瘤细胞的增殖与凋亡、肿瘤细胞的侵袭与转移,以及肿瘤血管生成过程而影响肿瘤的治疗与预后。其中,LCN2的存在形式不同,对铁的运输方式不同,决定其对肿瘤细胞增殖与凋亡的调控作用不同,以及LCN2对信号通路影响的差异,造成LCN2在不同肿瘤,甚至相同肿瘤的研究中获得不一致结果,具体机制尚待进一步研究。本文就LCN2蛋白的结构特征、LCN2蛋白与肿瘤进展的关系,及其在肿瘤进展中可能的作用机制进行综述,为进一步的药物开发与临床研究提供理论参考。