01 铁死亡简介

铁死亡（Ferroptosis）是一种独特的程序性细胞死亡方式，在细胞形态、代谢和分子生物学方面，均有别于其他已知的细胞死亡方式。

铁死亡与多种生理和病理过程有关，通过适当的手段，激活或抑制铁死亡，可以干预疾病的发展，如：诱导癌细胞铁死亡可能成为一种极具前景的癌症治疗方法。这一方法尤其适用于那些对传统治疗方法产生抗性的肿瘤。

02 铁死亡的研究思路

铁死亡研究如此热门，在课题设计过程中，会涉及哪些方向的实验呢？我们以一篇文献为例：

2022年3月，Cell Death & Differentiation杂志（IF=15.828）刊登了文章：Long noncoding RNA NEAT1 promotes ferroptosis by modulating the miR-362-3p/MIOX axis as a ceRNA。研究发现，长非编码RNA（lncRNA）NEAT1，通过调节miR-362-3p和MIOX，在铁死亡中发挥了重要作用。（DOI：10.1038/s41418-022-00970-9）

研究步骤如下：

（1）鉴定与铁死亡有关的lncRNA，采用铁死亡诱导剂（Erastin和RL3）处理肝癌细胞系HepG2，通过RNA-Seq分析，筛选表达提升最显著的lncRNA，即NEAT1。

（2）为了验证NEAT1在铁死亡中的作用，研究人员在敲除HepG2和HuH-7细胞的NEAT1后，用铁死亡诱导剂处理细胞，检测铁死亡的关键指标（MDA、ROS和Fe²⁺），发现其含量均显著降低，说明敲除NEAT1能够抑制铁死亡的发生，NEAT1能够促进Erastin和RSL3诱导的铁死亡。

（3）为了探究NEAT1是如何促进铁死亡的，研究人员进行了大量验证，发现MIOX是NEAT1的靶基因，Eastin和RSL3均不能诱导NEAT1敲除细胞中的MIOX上调。

在缺乏NEAT1的细胞中超表达MIOX后，对铁死亡的关键指标进行检测，结果显示MDA、ROS和Fe²⁺的含量增加，验证了MIOX的过表达会引发NEAT1缺乏的细胞发生铁死亡。

（4）为了进一步探索MIOX如何调控铁死亡，研究人员用erastin和RSL3处理过表达MIOX的细胞后，对Fe²⁺、GSH、NADPH指标进行检测，发现 Fe²⁺含量显著升高，GSH、NADPH指标降低，而在敲除MIOX的细胞中得到了相反的结果。结果表明：MIOX通过调节细胞内亚铁离子、GSH和NADPH水平来调控铁死亡。

图1 图2

图3

（5）进一步研究NEAT1如何调控MIOX表达诱导铁死亡，研究人员使用靶点预测工具比较发现了miR-362-3p，通过荧光素酶活性测定、western blotting、铁死亡生化指标检测等实验，证明了NEAT1通过miR-362-3p来调控MIOX表达。

（6）研究人员进行了NU/NU裸鼠体内实验，通过皮下注射NEAT1，稳定过表达的HepG2和HuH-7细胞，验证了NEAT1高表达的肿瘤体积明显小于使用相同药物治疗的对照组，并总结出如下信号通路：

03 总结

我们查阅大量文献后发现，目前铁死亡的研究方法基本遵循：表型-蛋白表达-分子表达-基因敲除/过表达逆转表型的研究思路，一般根据形态特征检测、基因表达检测、蛋白水平检测及生化特征指标检测等四个主要方面，来探索铁死亡的机制及作用。

与经典的Caspase-3和Annexin-V判定细胞凋亡不同，到目前为止，仍然没有判定铁死亡的“金指标”，即决定性的代谢指标。

要判定一个细胞死亡模型是否为铁死亡，首先需要检测相关的指标（如亚铁、MDA、GSH/GSSG、GPX4、SLC7A11蛋白、PCG2等）是否出现变化，再使用铁死亡的抑制剂实验，观察是否能逆转细胞死亡和相关指标的变化。

综上，探索铁死亡的决定性指标，及开发定位更加精确、灵敏度更高的检测方法（如直接检测线粒体中的铁含量），仍然是众多铁死亡领域科研工作者关注的热点。

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