鐵死亡作為一種新的細(xì)胞死亡形式，近年來(lái)頗受研究人員的追捧斋泄。我們擬出一期專(zhuān)題杯瞻，細(xì)細(xì)梳理鐵死亡的前世今生，以期加深大家對(duì)鐵死亡的了解炫掐。
鐵死亡這一概念來(lái)自2012年一篇Cell文章《Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death》魁莉。
這是鐵死亡以“Ferroptosis”的名義首次公開(kāi)亮相。實(shí)際上募胃，鐵死亡的“誕生”可以追溯到更早時(shí)間旗唁。
今天，我們結(jié)合作者（Brent R Stockwell）發(fā)文痹束，來(lái)了解下鐵死亡的發(fā)現(xiàn)之旅检疫。
早在1999年，作者就致力于對(duì)分子靶向藥物的研究祷嘶。
分子靶向藥物的開(kāi)發(fā)通常有兩種策略屎媳，一種是將小分子設(shè)計(jì)成針對(duì)某種特定活性位點(diǎn)，從而抑制致癌蛋白的活性论巍；另一種是通過(guò)大規(guī)模藥物篩選烛谊，發(fā)現(xiàn)針對(duì)特定基因的藥物。
作者基于第二種策略嘉汰，通過(guò)構(gòu)建表達(dá)RAS工程瘤細(xì)胞來(lái)篩選靶向RAS的小分子藥物丹禀，他們?cè)?003年發(fā)表于Cancer Cell的文章《Identification of genotype-selective antitumor agents using synthetic lethal chemical screening in engineered human tumor cells》
文章介紹到，發(fā)現(xiàn)了Erastin可以對(duì)表達(dá)Small T oncoprotein?和oncogenic RAS的工程瘤細(xì)胞選擇性致死，同時(shí)指出由Erastin誘發(fā)的細(xì)胞死亡是一種非凋亡的細(xì)胞死亡双泪。
既然如此持搜，能否在這上面做文章呢？答案是肯定的焙矛。
2007年作者在Nature上發(fā)表文章《RAS–RAF–MEK-dependent oxidative cell death involving voltage-dependent anion channels》
證明了Erastin激活一種迅速的氧化型且非凋亡形式的細(xì)胞死亡朵诫，其作用機(jī)制涉及RAS-RAF-MEK信號(hào)通路。
為了進(jìn)一步探究作用機(jī)制薄扁，作者采用了雙管齊下的策略：一方面通過(guò)藥物篩選，尋找抑制Erastin藥理作用的化合物废累；另一方面通過(guò)親和純化和質(zhì)譜尋找Erastin靶向結(jié)合的蛋白邓梅。最終發(fā)現(xiàn)抗氧化劑可以阻止Erastin誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，且Erastin通過(guò)線粒體電壓依賴(lài)性陰離子通道VDAC起作用邑滨。
關(guān)于這篇Nature文章日缨，筆者認(rèn)為有以下優(yōu)點(diǎn)（拋磚引玉，歡迎指正）
1.文章思路清晰：表型-機(jī)制-靶點(diǎn)-對(duì)靶點(diǎn)多角度驗(yàn)證
2.標(biāo)新立異：拒絕RAS-RAF-MEK通路上反復(fù)糾纏掖看，著眼于Erastin和VDAC間的聯(lián)系匣距。不是說(shuō)RAS-RAF-MEK不好，而是研究比較爛熟哎壳，難以出彩毅待，后者顯然新穎度更高。
3.突出賣(mài)點(diǎn)：非凋亡性細(xì)胞死亡
微瑕之處：
1.Figure并不精美
2.未闡明深刻的調(diào)控機(jī)制：盡管證明了這種非凋亡性細(xì)胞死亡與RAS-RAF-MEK和VDAC相關(guān)归榕，但更細(xì)致的調(diào)控機(jī)制不清（類(lèi)似凋亡的程序化調(diào)控機(jī)制：通過(guò)外源或內(nèi)源性途徑激活Caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)尸红，切割細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵蛋白，最終導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能崩解刹泄，這種細(xì)致程序化機(jī)制）
但瑕不掩瑜外里，總體來(lái)說(shuō)四個(gè)字評(píng)價(jià)，大巧不工特石！
科研永不止步盅蝗，有了上述發(fā)現(xiàn)，作者在后續(xù)的研究中將更多的精力聚焦在非凋亡性細(xì)胞死亡上姆蘸，由于Erastin藥物是在攜帶RAS的工程瘤細(xì)胞中篩選得到墩莫。
作者沿襲這一策略，發(fā)現(xiàn)了另一化合物RSL3乞旦，并發(fā)表文章《Synthetic Lethal Screening Identifies Compounds Activating Iron Dependent, Nonapoptotic Cell Death in Oncogenic RAS Harboring Cancer Cells》
作者介紹到贼穆，與篩選Erastin相比，他們改進(jìn)了工程瘤細(xì)胞的構(gòu)建體系兰粉，采用了更加新穎的小分子藥物庫(kù)故痊，篩選到兩種小分子RSL3和RSL5，與前期工作類(lèi)似玖姑，他們用篩選出能抑制RSL3和RSL5對(duì)細(xì)胞殺傷的小分子愕秫，發(fā)現(xiàn)半胱天冬氨酸酶抑制劑（z-VAD-fmk慨菱，Boc-D-fmk為常用的凋亡抑制劑）無(wú)法有效抑制RSL3和RSL5對(duì)細(xì)胞的殺傷作用，說(shuō)明RSL3和RSL5誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡是非凋亡性的戴甩。
而RAS信號(hào)通路的上游調(diào)節(jié)劑SRC激酶抑制劑（SU6656）和MEK1/2?抑制劑?（U0126）能阻斷RSL3和RSL5誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡符喝，其他RAS下游信號(hào)阻斷劑PI3K抑制劑（wortmannin），mTOR抑制劑（雷帕霉素）和MAPK抑制劑（SB203580）均對(duì)RSL5和RSL3無(wú)阻斷作用甜孤，表明是RAS-RAF-MEK?依賴(lài)性协饲，而非其他RAS下游信號(hào)。RAS信號(hào)參與鐵轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因如TfR1, FTH, ?FTL的調(diào)控缴川，作者也同樣進(jìn)行了驗(yàn)證茉稠。
另外，還發(fā)現(xiàn)鐵螯合劑和抗氧化劑能夠抑制RSL3和RSL5誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡把夸，表明是鐵依賴(lài)性氧化而线。
由于在Erastin的研究中發(fā)現(xiàn)VDAC是重要的靶點(diǎn)，作者進(jìn)一步驗(yàn)證VDAC是否同樣作為RSL3和RSL5的重要靶點(diǎn)恋日。有趣的是膀篮，作者發(fā)現(xiàn)RSL5發(fā)揮致死作用依賴(lài)VDAC，而RSL3獨(dú)立于VDAC發(fā)揮作用岂膳，暗示這些化合物靶向的氧化誓竿、非凋亡細(xì)胞死亡途徑不局限于VDAC?的參與，很可能在其他條件下也被激活闷营。
至此烤黍，由Erastin，RSL3和RSL5誘導(dǎo)的基于?RAS-RAF-MEK信號(hào)通路的鐵離子依賴(lài)傻盟，氧化性的非凋亡細(xì)胞死亡主體特征基本呈現(xiàn)速蕊。這部分工作作者發(fā)表在Chemistry & biology，影響因子并不高娘赴。當(dāng)然嘍规哲，故事到這里并沒(méi)有結(jié)束，在2012年诽表，作者在Cell雜志上正式提出了鐵死亡唉锌，《Ferroptosis: An Iron-Dependent Form of Non-Apoptotic Cell Death》
作者在文章中介紹到，Ras突變在腫瘤中約占30%竿奏，他們鑒定出兩種結(jié)構(gòu)不相關(guān)袄简，但對(duì)Ras突變細(xì)胞有選擇性致死作用的藥物Erastin和RSL3。有意思的是泛啸，作者發(fā)現(xiàn)這兩種藥物誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡并不具備凋亡特征绿语，而是由鐵離子依賴(lài)，脂質(zhì)過(guò)氧化驅(qū)動(dòng)的新型細(xì)胞死亡形式。文章對(duì)前期工作進(jìn)行了總結(jié)并升華吕粹，仔細(xì)閱讀种柑，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)作者思路中非常巧妙的地方。限于篇幅匹耕，我們下期接著聊聚请。
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