鐵死亡作為一種細(xì)胞程序性死亡形式，在眾多疾病的發(fā)生和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。其在神經(jīng)退行性疾病、缺血再灌注損傷和癌癥等疾病中的關(guān)聯(lián)，引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。為深入研究鐵死亡的機(jī)制并發(fā)現(xiàn)潛在的治療靶點(diǎn)，研究者們廣泛應(yīng)用疾病靶點(diǎn)篩選方法。本文將重點(diǎn)探討在鐵死亡研究中的疾病靶點(diǎn)篩選過程，以及對潛在候選靶點(diǎn)進(jìn)行蛋白濃度表達(dá)檢測的驗(yàn)證，這些研究助力鐵死亡領(lǐng)域的深入理解。

?

什么是鐵死亡

?

鐵死亡（Ferroptosis）是一種特殊的細(xì)胞程序性死亡形式，它在細(xì)胞內(nèi)鐵離子和脂質(zhì)代謝紊亂的條件下發(fā)生。與傳統(tǒng)的凋亡、壞死和自噬等細(xì)胞死亡方式不同，鐵死亡具有獨(dú)特的特征和調(diào)控機(jī)制。在細(xì)胞內(nèi)，鐵是一種重要的生物元素，參與許多生物化學(xué)過程，包括氧氣傳遞、DNA合成和蛋白質(zhì)代謝等。然而，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)鐵離子過多時(shí)，它可能會(huì)與有機(jī)氧化物相互作用，導(dǎo)致過氧化脂質(zhì)的產(chǎn)生。這些過氧化脂質(zhì)反應(yīng)進(jìn)一步引發(fā)細(xì)胞膜的破壞和氧化應(yīng)激，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。鐵死亡在多種疾病的發(fā)生和發(fā)展中扮演著重要角色，特別是在神經(jīng)退行性疾病、缺血再灌注損傷和癌癥等疾病中。

?

鐵死亡相關(guān)應(yīng)用

?

鐵死亡在神經(jīng)退行性疾病中的作用

神經(jīng)退行性疾病是由神經(jīng)元逐漸喪失功能和死亡導(dǎo)致的疾病，如阿爾茨海默病和帕金森病。研究表明，鐵離子的異常積聚和鐵死亡的激活在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制中扮演重要角色。通過Luminex技術(shù)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在這些疾病中，與鐵代謝調(diào)控相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)水平異常增加，進(jìn)而導(dǎo)致鐵死亡途徑的激活。這些發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)退行性疾病的治療提供了新的靶點(diǎn)，可能通過調(diào)節(jié)鐵死亡途徑來減緩或阻止疾病的進(jìn)展。

?

?

鐵死亡在缺血再灌注損傷中的參與

缺血再灌注損傷是一類疾病，通常發(fā)生在器官血液供應(yīng)不足后再次血流恢復(fù)時(shí)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡和組織損傷。研究發(fā)現(xiàn)，在缺血再灌注過程中，細(xì)胞內(nèi)鐵離子水平劇增，進(jìn)而激活鐵死亡途徑。Luminex技術(shù)的應(yīng)用幫助我們鑒定了許多與缺血再灌注損傷相關(guān)的鐵調(diào)控蛋白質(zhì)，如轉(zhuǎn)鐵蛋白、鐵蛋白和鐵載蛋白等。這些蛋白質(zhì)的異常表達(dá)可能直接參與了細(xì)胞死亡過程，因此有望成為預(yù)防和治療缺血再灌注損傷的新策略。

?

?

鐵死亡在腫瘤發(fā)展中的潛在作用

鐵代謝異常與腫瘤發(fā)展之間存在密切關(guān)系。癌細(xì)胞通常表現(xiàn)出更高的鐵依賴性，并且顯示出鐵過載的現(xiàn)象。Luminex和單細(xì)胞測序技術(shù)的應(yīng)用使我們能夠更好地了解腫瘤細(xì)胞中與鐵代謝和死亡相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)變化，從而發(fā)現(xiàn)與癌癥發(fā)展密切相關(guān)的鐵死亡途徑。這些研究為尋找新的抗癌治療靶點(diǎn)提供了新的思路，并可能幫助開發(fā)鐵死亡相關(guān)的治療藥物。

?

?

鐵死亡相關(guān)靶點(diǎn)篩選——基因、蛋白表達(dá)檢測的驗(yàn)證

?

多重蛋白檢測技術(shù)及其在鐵死亡研究中的應(yīng)用

Luminex、MSD、CBA等多重蛋白檢測技術(shù)是常見的高通量蛋白質(zhì)分析技術(shù)，能夠同時(shí)檢測多種蛋白質(zhì)的表達(dá)水平。在鐵死亡研究中，這些技術(shù)可以幫助科學(xué)家快速篩選出參與鐵代謝和死亡調(diào)控的重要蛋白質(zhì)。通過分析不同條件下細(xì)胞中蛋白質(zhì)的變化，我們能夠深入研究鐵死亡相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，為尋找新的治療策略提供理論基礎(chǔ)。

?

單細(xì)胞測序技術(shù)及其在鐵死亡研究中的應(yīng)用

單細(xì)胞測序技術(shù)是一種革命性的生物學(xué)工具，能夠揭示細(xì)胞群體中個(gè)體細(xì)胞的基因表達(dá)差異。在鐵死亡研究中，單細(xì)胞測序技術(shù)有助于鑒定在不同細(xì)胞類型和狀態(tài)下參與鐵代謝和死亡調(diào)控的特定基因和途徑。通過對單個(gè)細(xì)胞的精準(zhǔn)分析，我們能夠更好地理解鐵死亡在細(xì)胞種群中的動(dòng)態(tài)變化。

相關(guān)案例分享：

Ferroptosis turns 10: Emerging mechanisms, physiological functions, and therapeutic applications??? doi:?10.1016/j.cell.2022.06.003? Cell（IF:64.5）

?

鐵死亡的生物過程的關(guān)鍵步驟就是檢測鐵死亡標(biāo)記物，如檢測脂質(zhì)過氧化，線粒體，特定基因表達(dá)，TfR1上調(diào)等。如下圖。飲食中多不飽和脂肪酸可減輕小鼠HCT116異種移植腫瘤生長，膽固醇會(huì)導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞上CD36表達(dá)增加，使細(xì)胞攝取多不飽和脂肪酸并發(fā)生鐵死亡。

?

?

Contribution of ferroptosis and GPX4’s dual functions to osteoarthritis progression??doi:?10.1016/j.ebiom.2022.103847（IF：11.1）

鐵死亡是一種與脂質(zhì)過氧化相關(guān)的鐵依賴性細(xì)胞死亡。在本次研究中作者研究了55對人OA樣本中GPX4的表達(dá)。并且通過體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)研究了鐵抑素-1（fe -1）和鐵惡胺（DFO）治療骨性關(guān)節(jié)炎的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄組、生化和顯微分析表明，鐵死亡與骨性關(guān)節(jié)炎密切相關(guān)。55例OA患者的OA軟骨中GPX4的表達(dá)明顯低于正常軟骨。fe -1和DFO對OA具有不依賴于壞死的保護(hù)作用，提示OA過程中存在鐵死亡現(xiàn)象。重要的是，GPX4下調(diào)可通過MAPK/NFkB通路增加軟骨細(xì)胞對氧化應(yīng)激的敏感性，加劇ECM降解。此外，AAV-Gpx4 shRNA下調(diào)GPX4的表達(dá)加重了OA。

LabEx是國內(nèi)主要專注于提供單/多因子相關(guān)檢測分析的實(shí)驗(yàn)服務(wù)專家，目前已擴(kuò)展到單細(xì)胞測序多組學(xué)、流式檢測、電化學(xué)發(fā)光、液相微陣列、蛋白芯片、抗體芯片、PCR?Array、ELISA、Elispot、多色免疫組化等多個(gè)技術(shù)平臺(tái)。已經(jīng)為超過2000個(gè)客戶提供服務(wù)，年檢測樣本超過25萬，助力您的科學(xué)研究！

?