铁死亡与阿尔茨海默病的研究进展*
2021-12-06安红伟曹诗杰
黄 健, 安红伟, 曹诗杰
(1广西中医药大学,广西南宁530001;2柳州市中医医院,广西柳州545001)
阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)常表现为进行性认知功能障碍与行为损害,也是痴呆最常见的病因,目前全世界约有5 000 万患者。AD 的病理特征是β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein,Aβ)沉积形成细胞外老年斑(senile plaques,SPs)和高磷酸化tau 蛋白形成细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)。此外,AD 患者神经元进行性死亡,伴有氧化应激和铁超载。Dixon 等[1]于 2012 年首次报道铁死亡(ferroptosis)是一种以细胞内铁沉积为特征的细胞死亡形式。铁沉积诱导氧化应激产生活性氧(reactive oxygen species,ROS)并导致脂质过氧化物(lipid peroxide,Lipid-OOH)的积累[2]。已有研究观察到AD 患者脑细胞表现出类似铁死亡的生化和形态学特征,包括谷胱甘肽(glutathione,GSH)降解、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)失活、铁代谢失衡导致ROS 增加、脂质过氧化及线粒体异常[3],并且铁代谢紊乱与Aβ、SPs 和NFTs密切相关。本文拟对铁死亡在AD 中的作用及机制进行综述。
1 脑细胞的铁代谢
1.1 脑细胞的铁转运机制
1.1.1 铁流入分子机制 细胞转运铁的方式有转铁蛋白(transferrin,Tf)和非转铁蛋白两种。生理条件下Fe3+通过管腔毛细血管内皮细胞上的转铁蛋白受体(transferrin receptor,TfR)与Tf 介导内吞作用而被转入细胞。尽管Tf 与铁连接的饱和度通常为30%[4],但疾病导致组织细胞铁超载,Tf 与铁连接饱和,多余的血浆铁以非Tf铁的形式出现。Fe3+被核内体(endosome)金属还原酶(metalloreductase)前列腺6次跨膜上皮抗原3(six-transmembrane epithelial antigen of the prostate 3,Steap3)还原为Fe2+,然后可由二价金属转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)或锌转运蛋白 ZIP14(ZRT/IRT-like protein 14)协助而流入胞质中的不稳定铁池(labile iron pool,LIP)[5]。
1.1.2 铁流出分子机制 膜铁转运蛋白1(ferropor-tin 1,FPN1)是哺乳动物细胞内仅有转运铁至胞外的蛋白[6]。……
