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铁死亡调控机制的研究进展

2021-08-24马臣杰宋孚洋

生物学杂志 2021年4期

马臣杰,张 雯,曾 瑾,宋孚洋

(1. 宁夏大学 生命科学学院 西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室,银川 750021;2. 宁夏回族自治区兽药饲料监察所,银川 750001)

细胞死亡(Cell death)与生物体的生长、发育、衰老和疾病密切相关。迄今为止,人们已经发现凋亡(Apoptosis)、程序性坏死(Necroptosis)、焦亡(Pyroptosis)和氧中毒(Oxeiptosis)等多种程序性细胞死亡(Programmed cell death,PCD)。Dolmsy等[1]在筛选抗肿瘤药物时发现了一种能够引起癌细胞死亡的新化合物Erastin。有趣的是,Erastin诱导的细胞死亡方式与当时已知的细胞死亡方式皆不相同,未观察到凋亡小体的形成、DNA的断裂以及Caspase家族的激活,亦无法被Caspase抑制剂逆转。经过数年深入研究,Dixony等[2]于2012年进一步提出了一种铁依赖性的程序性细胞死亡概念,并将其正式并命为铁死亡(Ferroptosis)。

铁死亡的发生伴随着细胞内铁离子流紊乱、活性氧(ROS)和脂质过氧化物水平的显著性升高等现象,最终因细胞膜磷脂内侧发生脂质过氧化反应导致膜破损,细胞崩解死亡。已经证实铁死亡与神经退行性疾病、肿瘤疾病、心脑血管疾病和急性肾损伤等多种疾病的存在密切关系。

1 铁死亡的特征

1.1 铁死亡的细胞形态学特征

铁死亡形态学特征主要包括:线粒体膜密度增高、脊显著减少、膜出现破裂,整体表现为线粒体萎缩;细胞核大小正常且保持完整、染色质未见发生凝集;细胞膜未见起泡,但膜密度增加;膜磷脂双分子层结构和细胞膜的流动性均发生了改变[3](表1)。

表1 铁死亡与凋亡、程序性坏死及焦亡之间的特征比较Table 1 Characteristic comparison among ferroptosis,apoptosis,necroptosis and pyroptosis

1.2 铁死亡的生物化学特征

铁死亡所具有典型的生化特征,常被用来评价铁死亡的发生状态。……

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