干货：一文了解铁死亡

铁死亡特征

铁死亡与凋亡、坏死和自噬的形态学特征、调控因子的对比 (4)

铁死亡的特征是氧化应激的普遍增加，以及出现羟基自由基、超氧化物、过氧羟自由基和过氧化氢等特定活性氧 (ROS) 的铁依赖性积累。氧化应激和 ROS 增加导致脂质过氧化，这是铁死亡的标志，并导致细胞和组织损伤，特别是细胞膜损伤。细胞内氧化应激的荧光指示剂（包括 CellROX 试剂和 H2DCFDA）以及超氧化物和过氧化氢的特异性 ROS 指示剂可以检测到氧化应激和 ROS 的增加。

脂质活性氧的积累和铁死亡中谷胱甘肽过氧化物酶活性的降低，导致铁引起的脂质过氧化的增加。脂质过氧化是脂质氧化降解，会导致细胞膜受损。可以使用 BODIPY™ 脂质探针，通过比率计荧光检测法检测铁死亡中脂质过氧化的增加情况，以及使用 Click-iT™ 脂质过氧化成像试剂盒，通过点击反应检测其中亚油酸的氧化情况。

细胞内谷胱甘肽 (GSH) 通常通过减少活性氧而起到抗氧化的作用，但在铁死亡中活性降低，导致氧化应激和损伤增加。由于 GSH 是细胞中主要的游离硫醇，用于检测硫醇的化合物（包括 ThiolTracker Violet、单氯二胺和单溴代二苯甲烷）可用于测量铁死亡相关的细胞内 GSH 水平的降低。荧光和比色微孔板检测也可用于定量分析细胞裂解物或其他样品中的谷胱甘肽水平。

铁死亡是一种铁依赖过程，铁通过Fenton反应导致谷胱甘肽过氧化物酶活性降低和脂质过氧化增加。Phen Green 和钙黄绿素等荧光重金属指示剂可用于检测细胞中的铁，在有 Fe2+或 Fe3+ 的情况下发生荧光淬灭。

细胞器与多种铁死亡途径有关，包括线粒体（体积减小、膜密度增加和嵴丢失）、溶酶体、高尔基体和内质网。细胞结构探针可用于研究铁死亡过程中细胞器结构和功能的变化。

谷氨酸和胆固醇等参与铁死亡的酶和代谢物，可以通过基于 Amplex Red 和 Amplex UltraRed 的荧光微孔板实验检测。

研究铁死亡时，还可检测其他细胞功能，包括细胞增殖、活力和细胞周期，或将铁死亡导致的细胞死亡区别于凋亡或自噬。

参考文献

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.

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4. Chen, X., Yu, C., Kang, R., and Tang, D. (2020). Iron Metabolism in Ferroptosis. Frontiers in Cell and Developmental Biology 8.