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干貨：一文了解鐵死亡
鐵死亡是一種鐵依賴性細(xì)胞死亡形式，與細(xì)胞凋亡、壞死、自噬不同，涉及不同的生物途徑和生理過程。
這種非凋亡性細(xì)胞死亡于 2003 年首次在選擇性殺死腫瘤細(xì)胞的小分子篩選中發(fā)現(xiàn) (1)，因其對(duì)鐵具有依賴性，故于 2012 年Stockwell將其正式命名為鐵死亡 (2)。
鐵死亡的標(biāo)志性特征包括脂質(zhì)過氧化和鐵沉積，最終導(dǎo)致谷胱甘肽過氧化物酶（GPX4）的活性降低，造成細(xì)胞死亡 (3)。鐵死亡是由于谷胱甘肽過氧化物酶的活性下降，導(dǎo)致細(xì)胞抗氧化能力下降、脂質(zhì)活性氧的累積。
一些研究表明，鐵死亡與多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，包括缺血再灌注和腎損傷、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、癌癥和血液系統(tǒng)疾病等。
鐵死亡特征
鐵死亡主要有以下特征：
1）細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽（GSH）耗竭及GPX4活性降低導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化增加。
2）細(xì)胞內(nèi)二價(jià)鐵累積，通過Fenton反應(yīng)促進(jìn)脂質(zhì)過氧化。
鐵死亡與凋亡、壞死和自噬的形態(tài)學(xué)特征、調(diào)控因子的對(duì)比?(4)
因此，檢測(cè)氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過氧化、谷胱甘肽和鐵的試劑，以及檢測(cè)線粒體結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)沉積的試劑，可用于鐵死亡研究，并可將這種鐵依賴性的細(xì)胞死亡與細(xì)胞凋亡和壞死區(qū)分開來。
通過細(xì)胞功能探針檢測(cè)鐵死亡
（上下滑動(dòng)，查看鐵死亡檢測(cè)方法）
1
氧化應(yīng)激和活性氧檢測(cè)
鐵死亡的特征是氧化應(yīng)激的普遍增加，以及出現(xiàn)羥基自由基、超氧化物、過氧羥自由基和過氧化氫等特定活性氧 (ROS) 的鐵依賴性積累。氧化應(yīng)激和 ROS 增加導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，這是鐵死亡的標(biāo)志，并導(dǎo)致細(xì)胞和組織損傷，特別是細(xì)胞膜損傷。細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激的熒光指示劑（包括 CellROX 試劑和 H2DCFDA）以及超氧化物和過氧化氫的特異性 ROS 指示劑可以檢測(cè)到氧化應(yīng)激和 ROS 的增加。
2
脂質(zhì)過氧化探針
脂質(zhì)活性氧的積累和鐵死亡中谷胱甘肽過氧化物酶活性的降低，導(dǎo)致鐵引起的脂質(zhì)過氧化的增加。脂質(zhì)過氧化是脂質(zhì)氧化降解，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜受損?？梢允褂?BODIPY? 脂質(zhì)探針，通過比率計(jì)熒光檢測(cè)法檢測(cè)鐵死亡中脂質(zhì)過氧化的增加情況，以及使用 Click-iT? 脂質(zhì)過氧化成像試劑盒，通過
3
谷胱甘肽檢測(cè)
細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽 (GSH) 通常通過減少活性氧而起到抗氧化的作用，但在鐵死亡中活性降低，導(dǎo)致氧化應(yīng)激和損傷增加。由于 GSH 是細(xì)胞中主要的游離硫醇，用于檢測(cè)硫醇的化合物（包括 ThiolTracker Violet、單氯二胺和單溴代二苯甲烷）可用于測(cè)量鐵死亡相關(guān)的細(xì)胞內(nèi) GSH 水平的降低。熒光和比色微孔板檢測(cè)也可用于定量分析細(xì)胞裂解物或其他樣品中的谷胱甘肽水平。
4
鐵指示劑
鐵死亡是一種鐵依賴過程，鐵通過Fenton反應(yīng)導(dǎo)致谷胱甘肽過氧化物酶活性降低和脂質(zhì)過氧化增加。Phen Green 和鈣黃綠素等熒光重金屬指示劑可用于檢測(cè)細(xì)胞中的鐵，在有 Fe2+或 Fe3+?的情況下發(fā)生熒光淬滅。
5
細(xì)胞器探針
細(xì)胞器與多種鐵死亡途徑有關(guān)，包括線粒體（體積減小、膜密度增加和嵴丟失）、溶酶體、高爾基體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。細(xì)胞結(jié)構(gòu)探針可用于研究鐵死亡過程中細(xì)胞器結(jié)構(gòu)和功能的變化。
6
酶和代謝物
谷氨酸和膽固醇等參與鐵死亡的酶和代謝物，可以通過基于 Amplex Red 和 Amplex UltraRed 的熒光微孔板實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。
7
其他細(xì)胞功能指標(biāo)
研究鐵死亡時(shí)，還可檢測(cè)其他細(xì)胞功能，包括細(xì)胞增殖、活力和細(xì)胞周期，或?qū)㈣F死亡導(dǎo)致的細(xì)胞死亡區(qū)別于凋亡或自噬。
通過抗體檢測(cè)鐵死亡
（上下滑動(dòng)，查看鐵死亡檢測(cè)抗體）
參考文獻(xiàn)
1.?Dolma, S., Lessnick, S.L., Hahn, W.C., and Stockwell, B.R. (2003). Identification of genotype-selective antitumor agents using synthetic lethal chemical screening in engineered human tumor cells. Cancer Cell 3, 285–296.
2.?Dixon, S.J., Lemberg, K.M., Lamprecht, M.R., Skouta, R., Zaitsev, E.M., Gleason, C.E., Patel, D.N., Bauer, A.J., Cantley, A.M., Yang, W.S., et al. (2012). Ferroptosis: An Iron-Dependent Form of Nonapoptotic Cell Death. Cell 149, 1060–1072.
3.?Li, J., Cao, F., Yin, H., Huang, Z., Lin, Z., Mao, N., Sun, B., and Wang, G. (2020). Ferroptosis: past, present and future. Cell Death & Disease 11.
4.?Chen, X., Yu, C., Kang, R., and Tang, D. (2020). Iron Metabolism in Ferroptosis. Frontiers in Cell and Developmental Biology 8.
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