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研究方案设计,千万不能错过“铁死亡”

2024-04-24 14:32:30
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相信大家都知道,在进行研究方案设计时,除了要具有创新性和可行性,最好还能紧靠当前研究热点!说到研究热点,那就不得不提铁死亡。

铁死亡究竟是什么呢?怎样才能将铁死亡运用到自己的研究中呢?接下来就让我们共同了解铁死亡的基本知识,学习铁死亡相关的研究思路吧~

一、铁死亡概述 

今天我们将通过共同阅读一篇高分综述ferroptosis : mechanisms,biology and role in disease,来了解铁死亡的基本信息。

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铁死亡是一种新型的细胞程序性死亡方式,其主要过程是由磷脂过氧化执行的,即细胞间、细胞内、环境中的信号刺激导致细胞发生磷脂过氧化,继而触发铁死亡。

磷脂过氧化是一个依赖于代谢产物活性氧ROS、含多不饱和脂肪酸链(PUFA-PL)和过渡金属铁的磷脂的过程。

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通过上面这张图我们可以了解到,ROS、多不饱和脂肪酸的异常表达以及铁离子的异常变化,会导致磷脂过氧化发生异常变化,继而触发铁死亡的过程。

铁死亡的抑制途径主要分为3部分,如下图所示:

image3.png

而脂质过氧化是铁死亡的标志。脂质过氧化的主要机制是在酶的作用下通过氧化还原反应进行,整个过程可以分为起动、繁殖和终止三个阶段(图中通过不同颜色箭头表示)。

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从下面这张图我们可以了解到铁死亡中的代谢和细胞信号传导,多个代谢事件和信号通路都参与了铁死亡的调控:

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二、案例解析

下面我们要了解的这篇文献名为poly(rC)-binding protein 1 represses ferritinophagy-mediated ferroptosis,其影响因子为10.787。

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这篇文献的整体研究思路为:PCBP1负性地控制BECN1 mRNA,ALOX15 mRNA和脂肪生成,通过敲低PCBP1可增强铁蛋白吞噬,增加不稳定的铁池。亚铁积累促进线粒体功能障碍产生羟基自由基(OH·),ALOX15加速氧化多不饱和脂肪酸(PUFA)。氧化的PUFA与羟基自由基反应,产生脂质过氧化和铁死亡。我们可以通过下面这张图对文献整体内容进行梳理,这一研究思路是值得我们学习的。

image7.png

作者先证实了PCBP1能够对癌细胞中的铁死亡过程产生影响,随后对于该过程的机制进行了进一步研究,最终证明PCBP1通过影响BECN1基因的表达、ALOX15基因的表达以及细胞内脂质水平对细胞内铁死亡进程产生影响。

三、总结

1.铁死亡的检测手段

(1)新陈代谢

  • 通过CCK-8检测细胞活力

  • 通过荧光探针配合流式细胞术和共聚焦显微镜,或商用试剂盒检测铁水平

  • 关于脂质过氧化,可以通过荧光探针配合流式细胞术和共聚焦显微镜检测活性氧

  • 对于铁死亡的标志蛋白,可以用Western blot进行检测

(2)形态观察

  • 透射显微镜观察线粒体形态,细胞发生铁死亡时线粒体变小以及线粒体膜密度变大

  • 线粒体观察,即向细胞内转染LifeAct-GFP荧光蛋白,一段时间后用有丝分裂追踪器观察线粒体形态

  • 线粒体膜电位检测,可通过流式细胞仪收集TMRE阳性细胞的比例进行推测

2.常见的铁死亡标志物及其功能

image8.png

3.铁死亡机制

(1)抑制GPX4诱导铁死亡

(2)抑制胱氨酸谷氨酸转运受体(systemXC-)诱导铁死亡

(3)p53介导铁死亡

4.基因差异表达和生存曲线相关数据库

(1)UALCAN

        官方网址:http://ualcan.path.uab.edu/index.html

5.基因差异表达和生存曲线相关数据库

(1)UALCAN

        官方网址:http://ualcan.path.uab.edu/index.html

(2)GEPIA

        官方网址:http://gepia.cancer-pku.cn/index.html

(3)StarBase数据库

        官方网址:http://starbase.sysu.edu.cn/panCancer.php

6.铁死亡相关数据库

        FerrDb

        官方网址:http://www.zhounan.org/ferrdb/current/


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