什么是铁死亡?铁死亡(Ferroptosis)于2012年首次被报道,它是一种依赖于铁的细胞程序性死亡形式,主要与氧化应激、脂质过氧化以及细胞内铁代谢紧密相关。目前,多种疾病已被发现与铁死亡相关,相关的铁死亡蛋白也逐渐成为治疗这些疾病的潜在靶点。
细胞脂质的组成及其摄入、合成、储存和降解机制是影响细胞对铁死亡敏感性的关键因素。因此,研究脂代谢相关机制和重要酶的作用,为研究肿瘤、心血管疾病及代谢性疾病中铁死亡的相关性提供了新思路。
在铁死亡过程中,脂质过氧化发挥着核心作用。过氧化损伤可导致潜在毒性的脂质氢过氧化物(LOOH)的生成,LOOH的积累终将损害细胞的结构和功能。脂质过氧化物的形成源于脂质、氧与铁之间的化学反应,尤其是膜结构上的多不饱和脂肪酸(PUFAs)所形成的过氧化物常被认为是铁死亡的诱因。
铁死亡的过程
铁死亡的过程可分为三个阶段:
- 过氧化的起始:膜结构中多不饱和脂肪酸磷脂(PUFAs-PL)中连接二烯基的中心亚甲基上的氢弱键促进其过氧化并形成自由基。
- 过氧化的传播:新形成的自由基会诱导邻近的磷脂产生新的自由基,进而引发链式反应,形成更多自由基,最终导致细胞膜结构损伤并诱导细胞死亡。
- 过氧化的终止:当脂质耗尽或抗氧化剂捕获过氧化的脂质自由基时,过氧化的传播将被终止。
脂代谢相关酶的作用
参与脂代谢的主要酶,如ACSL家族与LPCAT3,对于铁死亡的敏感性和发生过程有显著影响。ACSL4负责将脂肪酸转化为脂酰辅酶A及PUFA-磷脂,进而推动铁死亡的进程。与此同时,NOX家族的成员在氧化应激过程中起着至关重要的作用,它们通过催化超氧化物的生成,参与多种生理和病理过程。研究表明,NOX的抑制剂可以显著抑制铁死亡的发生。
此外,ALOX家族的花生四烯酸脂氧合酶在细胞膜损伤和铁死亡中也扮演者关键角色。研究发现,某些ALOX成员的表达变化与细胞铁死亡敏感性直接相关。因此,ALOX作为PUFA氧化的关键酶,成为铁死亡研究的重要靶点。
最后,POR家族的P450氧化还原酶在铁死亡过程中也发挥了重要作用。POR能够利用PUFAs催化其氧化反应,促进细胞内的脂质过氧化,进一步推动细胞的铁死亡。
总之,这些酶在脂质过氧化及铁死亡敏感性方面起着决定性作用,深入了解其功能和调控机制,将为开发新的治疗策略提供重要的依据。我们鸿运国际专注于提供病毒包装服务,致力于为研究人员提供与铁死亡通路基因表达调控相关的病毒工具。如果您在研究中需要相关基因敲低或过表达的解决方案,欢迎咨询我们的专业团队,我们随时准备解决您在实验中遇到的各种挑战。