铁死亡研究进展（二）。

迎面走来的逐渐成长的2017年

1.BCL-2家族蛋白是细胞凋亡的主要调节因子。 但是，缺乏BAX和BAK或过表达BCL-2的细胞在DNA损伤或基质脱离时仍然会遭受氧化应激。 在这里，我们证明了ΔNp63α的过表达可以保护细胞免受氧化剂，DNA损伤，无神经或铁线虫病诱导剂引起的氧化应激。 相反，ΔNp63α缺乏会增加氧化应激。 从机制上讲，ΔNp63α通过谷胱甘肽生物发生，利用和再生的转录控制来协调氧化还原稳态。 对来自癌症基因组图谱（TCGA）的肺鳞状细胞癌数据集的分析显示，TP63扩增/过表达上调了原发性人类肿瘤中的谷胱甘肽代谢途径。 令人惊讶的是，ΔNp63α的过表达促进了p53-/-Bax-/-Bak-/-细胞针对DNA损伤的克隆存活。 此外，BCL-2和ΔNp63α的共表达赋予克隆形成存活抵抗基质脱离，破坏乳腺腔腔清除和促进癌症转移的能力。 我们的发现突出了同时阻断细胞凋亡和氧化应激以促进长期细胞健康的需要。

2.CELL再次出来强调了铁死亡的意义

3.环境营养水平影响癌细胞代谢，导致依赖于背景的基因必需性。 在这里，使用基于RNA干扰的功能丧失筛选，我们显示环境氧水平是体外模型系统和体内肿瘤之间差异必需性的主要驱动因素。 高于大多数组织典型的3-8％氧浓度，我们发现癌细胞依赖于高水平的铁 - 硫簇生物合成酶NFS1。 尽管抑制了NFS1，乳腺癌或皮下肿瘤仍然生长，而转移性或原发性肺肿瘤则没有。 与在早期肺肿瘤的高氧环境中存活的作用一致，NFS1位于肺腺癌中存在的基因组扩增区域中，并且在分化良好的腺癌中最高表达。 与其他形式的氧化损伤相比，NFS1活性对于在暴露于氧气时维持多种细胞必需蛋白质中存在的铁 - 硫辅因子特别重要。 此外，不充分的铁 - 硫簇维持强烈地激活铁饥饿反应，并且与谷胱甘肽生物合成的抑制相结合，引发铁死亡，一种非凋亡形式的细胞死亡。 抑制NFS1与抑制半胱氨酸转运协同作用以在体外触发细胞凋亡并减缓肿瘤生长。4.p53抑制肿瘤发生的机制仍然知之甚少。 在JAK / STAT5途径异常激活的情况下，SOCS1是p53活化和细胞衰老调节所必需的。 为了鉴定在对致癌STAT5A的衰老反应期间起作用的p53靶基因，我们在SOCS1抑制后表征了STAT5A表达细胞的转录组。 我们鉴定了一组依赖SOCS1的p53靶基因，其中包括几种分泌的蛋白质和调节氧化代谢和发酵过度的基因。 外源SOCS1足以调节p53靶基因的表达和致敏细胞对ferroptosis的影响。 该作用与SOCS1降低胱氨酸转运蛋白SLC7A11的表达和谷胱甘肽水平的能力相关。 在对致癌STAT5A，RasV12或肿瘤抑制因子PML的衰老反应期间诱导SOCS1和SOCS1依赖性p53靶基因。 然而，虽然SOCS1使细胞对ferroptosis敏感，但RasV12和STAT5A都不能模拟这种效应。 有趣的是，PML使细胞对ferroptosis具有高度抗性。 结果表明，衰老细胞对ferroptosis的不同易感性取决于触发因素，并表明通过抑制介导铁死亡抗性的途径杀死衰老细胞的可能性。5.Ferroptosis是程序性细胞死亡的一种形式，对几种急性和慢性疾病具有致病性，并通过15-脂氧合酶（15-LO）氧化多不饱和磷脂酰乙醇胺（PE）来实施，其通常使用游离的多不饱和脂肪酸作为底物。 改变的15-LO底物特异性的机制是神秘的。 我们寻求15LO的常见ferroptosis调节器。 我们发现PEBP1是蛋白激酶级联的支架蛋白抑制剂，与两种15LO同种型15LO1和15LO2复合，并改变其底物能力以产生氢过氧化物-PE。 由于硒代过氧化物酶GPX4的不足或功能障碍导致的氢过氧化物-PE的减少不足导致ferroptosis。 我们证实了PEBP1依赖的调节机制在哮喘气道上皮细胞，肾衰竭肾上皮细胞和脑外伤皮质和海马神经元中的重要作用。 作为对人类疾病具有深远影响的铁转移细胞死亡的主要调节因子，PEBP1 / 15LO复合物代表了药物发现的新靶标。这一波CELL、NATURE轰炸的我已经按耐不住了。6.尽管ARF可以通过激活p53功能来抑制肿瘤生长，但是它不依赖于p53抑制肿瘤生长的机制尚不清楚。 在这里，我们通过复杂纯化将ARF鉴定为核因子E2相关因子2（NRF2）的关键调节因子。 ARF抑制NRF2转录激活其靶基因的能力，包括SLC7A11，其是调节活性氧（ROS）诱导的铁死亡的胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白的组分。 因此，ARF表达以不依赖p53的方式使细胞对ferroptosis敏感，而ARF耗尽诱导NRF2活化并响应氧化应激促进癌细胞存活。 此外，在NRF2过表达时，ARF在小鼠异种移植模型中诱导p53非依赖性肿瘤生长抑制的能力被显着消除。 这些结果表明NRF2是ARF对p53非依赖性肿瘤抑制的主要靶标，并且还表明ARF-NRF2相互作用充当氧化应激反应的新检查点。7.CELL第二篇介绍铁死亡的文章。Ferroptosis是一种受调节的细胞死亡，其特征在于脂质氢过氧化物的铁依赖性累积至致死水平。 新出现的证据表明，ferroptosis代表了由多不饱和脂肪酸纳入细胞膜引起的一种古老的脆弱性，并且细胞已经开发出复杂的系统，可以在不同的环境中利用和抵御这种脆弱性。 对ferroptosis的敏感性与许多生物过程密切相关，包括氨基酸，铁和多不饱和脂肪酸代谢，以及谷胱甘肽，磷脂，NADPH和辅酶Q10的生物合成。 Ferroptosis与退行性疾病（即阿尔茨海默氏症，亨廷顿氏症和帕金森病），致癌，脑卒中，脑出血，创伤性脑损伤，缺血再灌注损伤和哺乳动物肾脏退化相关的病理性细胞死亡有牵连，也有牵连在植物的热应激。 Ferroptosis也可能具有肿瘤抑制功能，可用于癌症治疗。8.脂质过氧化作用的增加会引起铁死亡，这是一种由抑制谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）触发的细胞死亡形式，谷胱甘肽过氧化物酶4催化脂质过氧化物的还原，是铁死亡诱导物的靶标，例如erastin。 α6β4整联蛋白可保护粘附的上皮细胞和癌细胞免于erastin引起的铁死亡。 此外，细胞外基质（ECM）的脱离是促发铁死亡的生理诱因，可通过α6β4规避。 使α6β4逃脱铁死亡的机制涉及其保护促铁死亡膜脂质变化的能力。 具体而言，α6β4介导的Src和STAT3的激活抑制了ACSL4的表达，ACSL4是富含长多不饱和脂肪酸的膜上，是铁死亡所必需的一种酶。 缺乏α6β4的粘附细胞需要诱导剂（如erastin）进行铁死亡，因为尽管ACSL4增加，它们仍能维持GPX4表达。 相比之下，缺少α6β4的细胞的ECM分离足以触发死亡，因为GPX4被抑制了。 α6β4与铁死亡之间的这种因果关系对癌症生物学和治疗具有影响。9.癌症干细胞（CSC）代表了肿瘤内具有自我更新特性和种子发芽能力的细胞子集。 CSC通常对常规治疗无效，并且与转移和复发有关。 沙利霉素通过仍然难以捉摸的机制作为针对CSC的选择剂。 在这里，我们提供证据表明，盐霉素的合成衍生物，我们称为铁霉素（AM5），通过在溶酶体内积累和螯合铁，在体外和体内对乳腺CSC表现出更有效和更具选择性的活性。 响应随之而来的铁的胞浆耗竭，细胞触发了溶酶体中铁蛋白的降解，从而导致该细胞器中铁的进一步负载。 铁介导的活性氧的产生促进了溶酶体膜的通透性，激活了与铁死亡一致的细胞死亡途径。10.Ferroptosis是多种人类疾病中新发现的非凋亡性细胞死亡形式。 然而，椎体下垂的表观遗传机制仍然定义不明确。 首先，我们证明了淋巴特异性解旋酶（LSH）是一种DNA甲基化修饰因子，它与WDR76相互作用，通过激活脂质代谢相关基因（包括GLUT1）和与ferroptosis相关的基因SCD1和FADS2来抑制铁死亡。 WDR76以LSH的依赖方式和DNA甲基化和组蛋白修饰中的染色质修饰靶向这些基因表达。 这些效果取决于铁和脂质活性氧。 我们进一步证明EGLN1和c-Myc通过抑制HIF-1α直接激活LSH的表达。 最后，我们证明了LSH在体外和体内作为肺癌癌基因起作用。 本文说了铁死亡与糖代谢相关联。11已报道用天然ω-3脂肪酸二十二碳六烯酸（LDL-DHA）重建的低密度脂蛋白纳米颗粒选择性地杀死肝癌细胞并减少大鼠原位肝肿瘤的生长。 迄今为止，关于LDL-DHA纳米颗粒杀死肿瘤细胞的细胞死亡途径知之甚少。 在这里，我们显示LDL-DHA纳米颗粒对大鼠肝癌和人肝细胞癌（HCC）细胞系都具有细胞毒性。 在LDL-DHA处理后，大鼠和人HCC细胞在细胞死亡之前经历显着的脂质过氧化，谷胱甘肽的消耗和脂质抗氧化剂谷胱甘肽过氧化物酶-4（GPX4）的失活。 抑制剂研究显示，经处理的HCC细胞死亡不依赖于凋亡，坏死或自噬途径，但需要存在细胞铁。 这些标志性特征是一致的，后来被证实反映了铁死亡，这是一种新型的非凋亡性铁依赖性细胞死亡。 为了与细胞凋亡细胞死亡的机制保持一致，还发现GPX4是LDL-DHA诱导的肿瘤细胞杀伤的中枢调节剂。 我们还研究了LDL-DHA治疗在携带人HCC肿瘤异种移植物的小鼠中的作用。 肿瘤内注射LDL-DHA长期严重抑制HCC异种移植物的生长。 与我们的体外发现一致，LDL-DHA处理的HCC肿瘤经历了铁死亡，其特征在于组织脂质氢过氧化物水平增加和GPX4表达抑制。12. 在这里，我们表明持续严重的冷应激诱导多种细胞系中的ferroptosis和ASK1-p38 MAPK途径。 ASK1-p38途径的激活由铁蛋白沉积症的关键决定因素介导：MEK活性，铁离子和脂质过氧化物。 化学化合物erastin，一种有效的铁死亡诱导剂，也在脂质过氧化物积累的下游激活ASK1-p38轴，并以细胞类型特异性方式导致ASK1依赖性细胞死亡。 这些证据提供了机械学洞察ferroptosis，一种受调节的坏死。13.tau的功能衰竭导致年龄依赖性，铁介导的神经毒性，并且随着铁在缺血性中风组织中积累，我们假设tau失败可能夸大缺血再灌注相关的毒性。 实际上，单侧短暂性大脑中动脉闭塞（MCAO）抑制了年轻（3个月大）小鼠和大鼠的半球tau和铁水平升高。 野生型小鼠受到铁靶向干预的保护：铜蓝蛋白和淀粉样蛋白前体蛋白胞外域，以及ferroptosis抑制剂。 在这个年龄，tau敲除小鼠没有表达升高的脑铁，并且在MCAO后受到保护免受半球再灌注损伤，表明tau抑制可以防止铁死亡。 然而，在12个月大的tau敲除小鼠中发生的加速的年龄依赖性脑铁积累否定了tau抑制对MCAO诱导的局灶性脑缺血再灌注损伤的保护性益处。 通过铁靶向干预，老年小鼠恢复了tau基因敲除的保护作用。 这些发现引入了tau-iron相互作用，作为ferroptosis和缺血性中风结果的多效调节剂。14.Ferroptosis是一种受调节的细胞死亡形式，可以促进肿瘤细胞的选择性消除。 已经证明肿瘤抑制基因p53（TP53）通过转录依赖性机制促进细胞凋亡。 在这里，我们显示TP53通过以转录非依赖性方式阻断二肽基肽酶-4（DPP4）活性来限制erastin诱导的ferroptosis。 TP53的缺失阻止了DPP4的核积累，从而促进了质膜相关的DPP4依赖性脂质过氧化，最终导致了铁死亡。15.脂质过氧化物酶GPX4对于治疗抗性ZEB1（+）癌细胞的存活至关重要。16. 在这里，我们分析了人类癌细胞系和类器官中这种治疗抗性高间充质细胞状态的特征，并表明它依赖于可药物化的脂质过氧化物酶途径来预防ferroptosis，这是由构建诱导的非细胞凋亡形式的细胞死亡 - 有毒脂质过氧化物。 我们表明，这种细胞状态的特征在于酶的活性，促进多不饱和脂质的合成。 这些脂质是脂氧合酶对脂质过氧化的底物。 这种脂质代谢产生了对聚集在磷脂谷胱甘肽过氧化物酶（GPX4）上的途径的依赖性，GPX4是一种含有硒代半胱氨酸的酶，其消散脂质过氧化物，从而防止铁介导的过氧化物反应，诱导铁蛋白细胞死亡。 发现GPX4的依赖性存在于多种治疗抗性状态，其特征在于ZEB1的高表达，包括上皮来源的癌中的上皮 - 间质转化，TGFβ介导的黑素瘤治疗抗性，前列腺癌中治疗诱导的神经内分泌转分化，以及肉瘤，由于其细胞来源而固定在间充质状态。17.癌症干细胞（CSCs）的范例定义了表现出自我更新和肿瘤接种能力的细胞的存在。 这些细胞与肿瘤复发有关，并且通常对常规化学治疗剂具有抗性。 在过去十年中，化学生物学研究揭示了大量能够在各种环境中改变这些细胞增殖的小分子。 天然产物沙利霉素已成为最有希望的抗CSC剂。 然而，尚未表征明确的作用机制，特别是由于沙利霉素的多效性反应。我们描述了我们最近发现的沙利霉素和更有效的合成衍生物，我们将铁霉素命名为溶酶体铁。 我们发现这些化合物通过阻断铁转运，诱导铁耗尽反应，导致铁蛋白溶酶体降解，随后铁介导的溶酶体产生活性氧（ROS）和类似于铁蛋白沉积的细胞死亡途径。 这些前所未有的发现将铁稳态和铁介导的过程确定为CSC背景下的潜在可药物。18.Ferroptosis是最近公认的不依赖半胱天冬酶的调节型细胞死亡形式，其特征是通过铁依赖性脂质过氧化作用产生的致死性脂质ROS积累。 考虑到脂肪酸代谢的调节是导致铁死亡过程中脂质过氧化的可氧化脂肪酸的膜驻留池的原因，我们研究了关键脂肪酸代谢酶酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ ACSL4），用于调节铁死亡， 通过使用CRISPR / Cas9技术，我们发现敲除对Ferroptosis敏感的小鼠和人类细胞中的Acsl4可以保护细胞免受Estin和RSL3诱导的细胞死亡。 在相同的细胞类型中，如预期的那样，混合谱系激酶结构域类似物（Mlk1）的缺失阻止了对坏死的易感性。 出乎意料的是，这些研究还揭示了铁死亡和坏死是可替代的，因为对一种途径的抗性使细胞通过另一种途径致死。 这些数据表明，当铁死亡或坏死到损害时，一种调控的坏死途径可补偿另一种的途径。 我们验证了在体内急性器官衰竭期间，肥大病和坏死病对组织损伤的协同作用。 有趣的是，在病理生理性急性缺血性肾损伤的过程中，ACSL4最初被上调，其表达水平与组织损伤的严重程度相关。19.激活转录因子4（ATF4）是代谢和氧化稳态和细胞存活的关键介质。 ATF4因各种微环境压力而升高，包括饥饿，ER应激损伤和暴露于毒性因子。 在这里，我们显示ATF4表达促进原发性脑肿瘤（WHO III级和IV级胶质瘤）的恶性肿瘤并增加增殖和肿瘤血管生成。 因此，ATF4表达促进细胞迁移和锚定非依赖性细胞生长，而siRNA介导的ATF4敲低减弱了人脑胶质瘤中恶性肿瘤的这些特征。 进一步的实验揭示了ATF4依赖性肿瘤促进作用是通过转录靶向谷氨酸逆向转运蛋白xCT / SCL7A11（也称为系统Xc-）介导的。 因此，由于ATF4激活，xCT升高。 我们进一步发现ATF4诱导的增殖可以通过药理学或遗传性xCT抑制和ferroptosis诱导剂如索拉非尼，erastin和GPx4抑制剂RSL3减弱。 此外，促进的xCT表达促进ATF4敲低细胞中的细胞存活和生长。 此外，增加的xCT水平改善索拉非尼和莫斯汀诱导的铁死亡。 相反，ATF4敲低使细胞易受莫斯汀，索拉非尼和RSL3诱导的铁死亡的影响。 我们进一步确定ATF4促进肿瘤介导的神经细胞死亡，其可通过xCT抑制来缓解。 此外，胶质瘤中ATF4表达升高促进肿瘤血管生成。 值得注意的是，ATF4诱导的血管生成可能被ferroptosis诱导剂erastin和GPx4抑制剂RSL3减少。20.Ferroptosis是一种与坏死有关的形式，与脂质氢过氧化物的铁依赖性积累有关，可能在涉及脂质过氧化的变性疾病的发病机理中起关键作用。 高通量的筛选工作已经确定，ferrostatin-1（Fer-1）和liproxstatin-1（Lip-1）可以有效地抑制ferroptosis的产生-这种活性归因于它们减缓脂质过氧化氢积累的能力。 本文中，我们证明了这种活性可能源自其作为自由基捕获抗氧化剂（RTA）的反应性，而不是其作为脂氧合酶抑制剂的效力。 尽管抑制的苯乙烯自氧化反应显示Fer-1和Lip-1与过氧自由基的反应比α-生育酚（α-TOH）的反应慢大约10倍，但它们在磷脂酰胆碱脂质双层中的反应性明显比α-TOH高-与Fer-1和Lip-1相对于α-TOH的促铁抑制作用相比，其效力更高。 当以抑制Fertroposis的浓度进行测定时，Fer-1，Lip-1和α-TOH均未抑制在HEK-293细胞中过表达的人15-脂氧合酶-1（15-LOX-1）。 这些结果与用已知的15-LOX-1抑制剂（PD146176）获得的结果形成鲜明对比，后者能够在有效抑制铁死亡的浓度下抑制该酶。 鉴于Fer-1和Lip-1通过抑制脂质过氧化而将铁死亡转化为RTAs的可能性，我们评估了1,8-四氢萘啶醇（以下称THNs）的抗铁死亡潜力：合理设计的具有无与伦比的反应性的自由基捕获抗氧化剂。 我们首次显示THNs的固有反应性转化为细胞培养物，其中亲脂性THNs在颠覆由氢过氧化物解毒酶Gpx4的药理或遗传抑制所致的促铁死亡作用方面与Fer-1和Lip-1类似地有效。小鼠成纤维细胞和谷氨酸诱导的小鼠海马细胞死亡。 这些结果表明有效的RTA可以破坏铁死亡，并表明脂质过氧化作用（自氧化作用）可能在该过程中发挥重要作用。21. 在本研究中，我们发现在神经元细胞中，erastin诱导的铁蛋白沉积伴随着BID对线粒体的反式激活，线粒体膜电位的丧失，线粒体片段化的增强和ATP水平的降低。 线粒体死亡的这些标志也是氧化凋亡的特征，即由毫摩尔浓度的谷氨酸对Xc-抑制诱导的细胞死亡的范例。 使用CRISPR / Cas9方法的敲除敲除保留了线粒体的完整性和功能，并且介导了针对铁死亡和氧化凋亡的神经保护作用。 此外，BID抑制剂BI-6c9抑制了erastin诱导的ferroptosis，并且反过来，ferropostosis抑制剂ferrostatin-1和liproxstatin-1在催产作用的范例中阻止线粒体功能障碍和细胞死亡。 这些研究结果表明，BID的线粒体反式激活将铁蛋白沉积与线粒体损伤联系起来，作为氧化细胞死亡范式的最终执行步骤。22.BAY 87-2243（'BAY'）对线粒体呼吸链的复合物I（CI）的抑制引发BRAFV600E黑素瘤细胞系的死亡并抑制体内肿瘤生长。 在这里，我们研究了这种抑制诱导黑素瘤细胞死亡的机制。 BAY治疗使线粒体膜电位去极化（Δψ），增加细胞ROS水平，刺激脂质过氧化和降低谷胱甘肽水平。 这些效应与线粒体通透性转换孔（mPTP）的开放增加和自噬体形成和线粒体自噬的刺激相平行。 BAY诱导的细胞死亡不是由于葡萄糖短缺并且被抗氧化剂α-生育酚和mPTP抑制剂环孢菌素A抑制.BAY处理的细胞中的肿瘤坏死因子受体相关蛋白1（TRAP1）过表达降低了ROS水平并抑制了mPTP开放和细胞死亡，而后者通过TRAP1敲低加强。 敲除自噬相关的5（ATG5）抑制BAY刺激的自噬体形成，细胞ROS增加和细胞死亡。 敲除磷酸酶和张力蛋白同源物诱导的假定激酶1（PINK1）抑制了BAY诱导的Δψ去极化，线粒体自噬刺激，ROS增加和细胞死亡。 动力蛋白相关蛋白1（Drp1）敲低诱导线粒体丝状体并抑制BAY诱导的细胞死亡。 后者对pancaspase抑制剂z-VAD-FMK不敏感，但被坏死性凋亡抑制剂（necrostatin-1，necrostatin-1s）和关键的坏死性凋亡蛋白（受体相互作用的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶1（RIPK1））和混合谱系激酶结构域样（MLKL））。 Brop诱导的细胞死亡也被ferroptosis抑制剂ferrostatin-1和过表达抑制ferroptosis的蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）所减少。 这种过表达还抑制了BAY诱导的ROS增加和脂质过氧化。 相反，GPX4敲低加强了BAY诱导的细胞死亡。 我们提出了一系列事件，其中：（i）CI抑制诱导mPTP开放和Δψ去极化，（ii）刺激自噬体形成，线粒体自噬和相关的ROS增加，导致（iii）组合的坏死性/铁细胞性细胞死亡的激活。这篇文章说了铁死亡和坏死其实是一个组合的过程，其中线粒体自噬也参与其中。23.卵巢癌是一种致命的恶性肿瘤，30多年来一直没有取得重大的治疗进展。 我们证明卵巢癌表现出铁代谢的可靶向改变。 铁外排泵铁转运蛋白（FPN）减少，转铁蛋白受体（TFR1），铁内流，来自高等级但不低级别浆液性卵巢癌患者的肿瘤组织增加。 在卵巢癌肿瘤起始细胞（TIC）的遗传模型中观察到类似的FPN减少和TFR1增加的情况。 这些变化的最终结果是过量细胞内铁的积累和对铁增殖的依赖性增加。 细胞内铁的强制减少在体外减少卵巢癌TIC的增殖，并且抑制肿瘤生长和体内肿瘤细胞的腹膜内传播。 机理研究表明，铁通过基质金属蛋白酶的表达和白细胞介素6（IL-6）的合成促进侵袭，从而增加转移扩散。这里说了一个和其他肿瘤不一样的现象。前面的文章都是说细胞内的铁减少对细胞活性有益，这里说了增多对细胞增殖是必须的。24.癌细胞重新编程其代谢，改变细胞外营养素的摄取和利用。 我们从表达通常活化的癌基因的同基因细胞中单独消耗氨基酸营养素，以鉴定营养供应和活力之间的对应关系。 在HME（人乳腺上皮细胞）细胞中，胱氨酸的剥夺导致表达活化的表皮生长因子受体（EGFR）突变体的细胞中的细胞死亡增加。 细胞死亡通过铁死亡，产生活性氧（ROS）。 过氧化氢促进细胞死亡，因为过氧化氢酶和NADPH氧化酶4（NOX4）的抑制都阻止了细胞凋亡。 阻断EGFR或丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号传导同样保护细胞免于发生细胞凋亡，而源自EGFR突变体非小细胞肺癌（NSCLC）的异种移植物用胱氨酸消耗酶抑制小鼠中的肿瘤生长。逐渐转到机制水平去探讨问题。25.我们研究了暴露于血红蛋白或血红素的培养神经元中的细胞死亡机制。 使用涉及所有已知细胞死亡途径的化学抑制剂。 使用分子标记和电子显微镜确认了鉴定的细胞死亡机制。ferroptosis和necroptosis的化学抑制剂保护免受血红蛋白和血红素诱导的毒性。 相反，胱天蛋白酶依赖性细胞凋亡，蛋白质或mRNA合成，自噬，线粒体自噬或parthanatos的抑制剂没有效果。 因此，在体外和体内脑出血后，铁死亡和坏死的分子标志物增加。 电子显微镜显示氯高铁血红素诱导坏死表型。 坏死和铁死亡抑制剂各自消除死亡率> 80％并且在体外具有相似的治疗窗口。这是一种表型研究。26.突触丧失和神经元死亡是神经退行性疾病如阿尔茨海默氏病（AD）的根本原因。 然而，这些疾病中细胞死亡的方式仍不清楚。 Ferroptosis是一种新发现的由大量脂质过氧化引发的氧化细胞死亡机制，与神经元种群的退化有关，如脊髓运动神经元和中脑神经元。 在这里，我们调查了在AD患者中严重受累的前脑区域（大脑皮层和海马区）的神经元是否可能易患铁死亡。 为此，我们生成了Gpx4BIKO小鼠，该模型在谷胱甘肽过氧化物酶4（Grop4的关键调节剂）的前脑神经元中有条件地缺失，并表明他莫昔芬的治疗导致Gpx4的缺失主要在成年Gpx4BIKO的前脑神经元中。 他莫昔芬治疗后12周开始，Gpx4BIKO小鼠与Morris水迷宫任务所确定的对照组相比，在空间学习和记忆功能上表现出明显的缺陷。 进一步检查发现，认知障碍的Gpx4BIKO小鼠表现出海马神经变性。 值得注意的是，在Gpx4BIKO小鼠中观察到了与铁死亡相关的标志物，例如脂质过氧化增加，ERK激活和神经炎症增强。 我们还显示，Gpx4BIKO小鼠饮食中缺乏维生素E（一种具有抗铁死亡活性的脂溶性抗氧化剂）的饮食，其海马神经变性和行为功能障碍的发生率加快，并且用小分子铁死亡抑制剂治疗可改善这些小鼠的神经变性。27.谷胱甘肽过氧化物酶4（磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶，PHGPx）可直接还原磷脂氢过氧化物。 GPx4的消耗诱导小鼠的胚胎，睾丸，脑，肝，心脏和感光细胞中的脂质过氧化依赖性细胞死亡。 在组织特异性GPx4 KO小鼠中施用维生素E恢复了睾丸，肝脏和心脏中的组织损伤。 这些结果表明抑制磷脂过氧化对小鼠正常组织中的细胞存活至关重要。 Ferroptosis是一种铁依赖性非凋亡性细胞死亡，可通过药理学抑制胱氨酸/谷氨酸逆向转运蛋白，系统Xc-（I型）或直接结合并在高水平RAS癌细胞中丧失GPx4（II型）活性而引发-RAF-MEK途径活性或p53表达，但不在正常细胞中。 Erastin（I型）和RSL3（RAS选择性致死3，II型）治疗的Ferroptosis被铁螯合剂，维生素E和Ferrostatin-1，抗氧化剂化合物抑制。 GPx4可通过抑制erastin和RSL3诱导的铁蛋白沉积症中的磷脂过氧化来调节ferroptosis。 最近的工作已经确定了erastin和RSL3诱导的ferroptosis的几个调节因子。 在我们已建立的GPx4缺陷型MEF细胞中，GPx4的缺失在26小时诱导铁和15LOX非依赖性脂质过氧化，并且在72小时时不依赖于caspase的细胞死亡，而erastin和RSL3处理在12小时内导致铁死亡。这些结果表明GPx4耗尽细胞死亡的机制可能与由erastin和RSL3诱导的ferroptosis不同。28.我们发现铁处理可诱导Slc7a11 - / - 细胞发生铁死亡，表明缺失Slc7a11特别是在高铁条件下促进了铁死亡的发生; 这些结果提供了令人信服的证据，证明铁在触发Slc7a11介导的铁死亡中起关键作用，并表明铁死亡可能是治疗血色病相关组织损伤的有希望的靶标。29.Ferroptosis是一种受氧化损伤促进脂质过氧化作用的受调节细胞死亡形式，尽管详细的分子调节剂在很大程度上是未知的。 在这里，我们显示热休克70-kDa蛋白5（HSPA5）负调节人胰腺导管腺癌（PDAC）细胞中的ferroptosis。 从机制上讲，激活转录因子4（ATF4）导致HSPA5的诱导，HSPA5又结合谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）并保护免受GPX4蛋白质降解和随后的脂质过氧化。 重要的是，HSPA5-GPX4途径介导了对铁死亡的抗性，限制了吉西他滨的抗癌活性。 HSPA5-GPX4途径的遗传或药理学抑制通过在体外和在PDAC的皮下和原位动物模型中抑制ferroptosis来增强吉西他滨敏感性。 总之，这些发现确定了HSPA5在ferroptosis中的新作用，并提出了克服吉西他滨耐药性的潜在治疗策略。30.在植物中，调控细胞死亡（RCD）在发育过程中起着关键作用，对于植物对非生物和生物胁迫的特异性反应至关重要。 Ferroptosis是最近在动物细胞中描述的一种铁依赖性，氧化性，非凋亡性细胞死亡形式。 在动物细胞中，谷胱甘肽（GSH）耗竭和脂质活性氧（ROS）积累可触发此过程。 我们调查了类似的过程是否与植物细胞死亡有关。 值得注意的是，发现热休克（HS）诱导的RCD，但不涉及生殖或血管发育，与铁死亡样细胞死亡过程有关。 在根细胞中，HS触发了铁依赖性细胞死亡途径，其特征在于GSH和抗坏血酸的消耗以及胞质和脂质ROS的积累。 这些结果表明该致死途径响应拟南芥中的热应激具有生理学作用。动物细胞中铁死亡的相似性和植物中铁死亡表明，氧化，铁依赖性细胞死亡程序可能在进化上是古老的。31.发现用于调节细胞死亡的先进材料对于抗癌疗法的开发具有重要意义。 在此，通过利用最近发现的p53的氧化应激调节能力和金属有机网络（MON）的Fenton反应诱导能力，设计用p53质粒（MON-p53）包裹的MON通过铁死亡/凋亡杂交途径根除癌细胞。 。 在确认了MON-p53引起肺死亡的详细机制后，我们进一步发现MON-p53介导了旁观者效应，进一步使癌细胞对MON-p53诱导的细胞凋亡敏感。 一项为期75天的抗癌实验表明，MON-p53治疗不仅可以抑制肿瘤生长，还可以延长荷瘤小鼠的寿命。 由于其促进细胞内氧化应激的能力，MON-p53降低了血液转移，肺转移和肝转移。铁死亡机制的应用文章，逐渐向临床转化32.青蒿素是一种抗疟疾药物，由于其通过活性氧（ROS）产生诱导细胞死亡，因此已被重新用作抗癌药物。 然而，调节癌细胞死亡和细胞对青蒿琥酯的抗性的分子机制仍不清楚。 我们研究了青蒿琥酯抗肿瘤作用背后的分子机制以及克服头颈癌（HNC）青蒿琥酯抗性的方法。 在不同的HNC细胞系中测试了青蒿琥酯和葫芦巴碱的作用，包括三种顺铂抗性HNC细胞系。 通过细胞活力，细胞死亡，谷胱甘肽（GSH）和ROS产生，蛋白质表达和小鼠肿瘤异种移植模型评估这些药物的作用以及对Keap1，Nrf2和HO-1的抑制。 青蒿琥酯选择性地杀死HNC细胞但不杀死正常细胞。 在顺铂抗性HNC细胞中青蒿琥酯敏感性相对较低。 青蒿琥酯通过降低细胞GSH水平和增加脂质ROS水平诱导HNC细胞中的铁死亡。 通过与ferrostatin-1和trolox预处理共孵育来阻断这种作用。 青蒿琥酯激活HNC细胞中的Nrf2-抗氧化反应元件（ARE）途径，这有助于对铁死亡的抗性。 Napf2的负调节因子Keap1的沉默降低了HNC细胞中青蒿琥酯的敏感性。 Nrf2遗传沉默或葫芦巴碱在体外和体内逆转了Keap1沉默和顺铂抗性HNC细胞对青蒿琥酯的作用。 Nrf2-ARE途径激活有助于HNC细胞的青蒿琥酯抗性，并且该途径的抑制消除了耐Ferroptosis的HNC。祖国的中药真是神奇。33.Ferroptosis是一种由谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）控制的受调节的坏死细胞死亡形式。 目前，需要能够预测敏感性和/或抗性以及可用于调节铁死亡的机制。 我们应用了两种独立的方法 - 基于全基因组的基于CRISPR的遗传筛选和耐受细胞腐蚀的细胞系的微阵列分析 - 揭示了酰基辅酶A合成酶长链家族成员4（ACSL4）作为执行铁死亡过程的重要组成部分。 具体地，Gpx4-Acsl4双敲除细胞显示出对铁死亡的抗性。 机制上，ACSL4富含具有长多不饱和ω6脂肪酸的细胞膜。 此外，ACSL4优先在一组基底样乳腺癌细胞系中表达，并预测其对ferroptosis的敏感性。 噻唑烷二酮（一种抗糖尿病化合物）的药理学靶向ACSL4，改善了小鼠ferroptosis模型中的组织死亡，表明ACSL4抑制是预防与铁死亡相关的疾病的可行的治疗方法。34.神秘的脂质过氧化产物已被认为是铁死亡的最直接执行者-一种由于谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）不足而引发的特殊死亡程序。 使用定量氧化还原脂质组学，反向遗传学，生物信息学和系统生物学，我们发现受精症涉及高度组织化的氧合作用中心，其中内质网氧化仅发生在一类磷脂（磷脂酰乙醇胺（PEs））上，并且对二脂肪酰基-花生四烯酸（AA）和肾上腺素（AdA）。 通过酰基辅酶A合酶4（ACSL4）的遗传或药理抑制作用，抑制AA或AdA酯化为PE，是一种特定的抗铁死亡途径。 脂加氧酶（LOX）产生双和三倍加氧的（15-氢过氧）-二酰化PE物质，这些PE物质起着死亡信号的作用，生育酚和生育三烯酚（维生素E）抑制LOX并保护其不受ferroptosis的影响，表明维生素E具有体内平衡的生理作用。该氧化性PE死亡途径也可能代表药物发现的目标。35.AKI在组织学上以坏死细胞死亡和炎症为特征。 据报道，受控制的坏死的多种途径有助于AKI，但涉及的分子调节剂仍不清楚。 我们探讨了ferroptosis和坏死性凋亡对小鼠叶酸（FA）诱导的AKI的相对贡献。 小鼠中的FA-AKI与脂质过氧化和谷胱甘肽代谢蛋白的下调相关，这是典型的铁死亡的特征。 我们表明，ferropostatin-1（Fer-1），一种ferroptosis的抑制剂，在这个模型中保留了肾功能并减少了组织学损伤，氧化应激和肾小管细胞死亡。 关于ferroptosis的免疫原性，Fer-1阻止IL-33的上调，这是与坏死性凋亡相关的警报，以及其他趋化因子和细胞因子，并阻止巨噬细胞浸润和Klotho下调。 相反，pancaspase抑制剂zVAD-fmk不能防止FA-AKI。 此外，虽然FA-AKI导致坏死性凋亡介质受体相互作用蛋白激酶3（RIPK3）和混合谱系结构域样蛋白（MLKL）的蛋白质表达增加，但靶向坏死性凋亡与RIPK1抑制剂necrostatin-1或RIPK3的遗传缺陷或MLKL没有保留肾功能。 实际上，与野生型小鼠相比，MLKL敲除小鼠表现出更严重的AKI。 然而，具有AKI的RIPK3敲除小鼠具有比其野生型对应物更少的炎症，并且这种效应与RIPK3敲除小鼠中更高的IL-10浓度和调节性T细胞与白细胞比率相关。这里把铁死亡和免疫相联系。