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铁死亡,是一种调节细胞死亡的方式,主要是铁超载和活性氧(ROS)依赖的脂质过氧化物累积引起的。主要表现为,与正常线粒体相比膜密度更致密,体积更小,嵴减少或消失,外膜破裂。线粒体是铁利用、分解代谢和合成代谢途径的主要细胞器,在铁代谢、物质代谢和能量代谢中起着中心作用。线粒体脂质代谢的关键调节因子(如ASCF2和CS)、铁稳态(如铁蛋白、mitoferrin1/2和NEET蛋白)、谷氨酰胺代谢和其他信号通路的干扰会对铁敏感产生影响。
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实验步骤
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铁死亡相关疾病
铁死亡在神经系统疾病、心脏疾病、肝脏疾病、胃肠道疾病、肺部疾病、肾脏疾病、胰腺疾病等多种系统疾病中起着重要作用。
铁死亡与哺乳动物退行性疾病(例如:阿尔茨海默氏病、亨廷顿舞蹈病和帕金森综合征)、肿瘤、中风、脑出血、外伤性脑损伤、局部缺血-再灌注损伤和肾衰竭相关的病理性细胞死亡也有关联。铁离子螯合剂可以抑制这一过程,很多抑制或缓解脂质过氧化的药物均可抑制铁死亡的过程,包括亲脂性抗氧化剂,脂质过氧化抑制剂等等,但不能被凋亡或自噬抑制剂抑制。
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铁死亡相关特征
形态学特征 超微结构显示,铁死亡时细胞膜断裂和出泡,线粒体萎缩、线粒体脊减少甚至消失、膜密度增加、细胞核形态正常,但缺乏染色质凝集;电镜下观察到胞内线粒体变小、双层膜密度增高。 生物学特征 活性氧(ROS)增加、铁离子聚集,激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)系统,通过降低胱氨酸的摄取、耗竭谷胱甘肽,抑制ystem Xc-和增加还原型酰腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶,释放花生四烯酸等介质。 免疫学特征为损
伤相关分子模式(damage-associatedmolecular patterns molecules,DAMPs)释放前炎症介质(如高迁移率族蛋白B1等)。 基因水平 主要受核糖体蛋白L8(ribosomalprotein L8,RPL8),铁反应元件结合蛋白(ironresponse element binding protein 2,IREB2),ATP合成酶F0复合体亚基C3(ATP synthase F0 complex subunit C3,ATP5G3),三四肽重复结构域35(tetratricopeptide repeat domain 35,TTC35),柠檬酸合成酶(citratesynthase,CS),酰基辅酶A合成酶家族成员2(acyl-CoAsynthetase family member 2,ACSF2)以及受代谢、储存基因TFRC、ISCU、FTH1、FTL、SLC11A2的调节。