科学家揭示了最近发现的一种细胞死亡背后的更多过程

铁死亡是最近发现的一种与某些神经退行性疾病、心血管疾病和肾脏疾病相关的细胞死亡类型。虽然科学家们已经知道积聚的铁和退化的脂质会引发铁死亡，但其中的实际机制仍然是一个谜。来自日本东北大学的一组研究人员已经确定了细胞中这些积累发生的位置，以及铁死亡发生时的目标。

　　

   

   

图片:通过机械敏感的Piezo1和TRP通道执行铁死亡的新机制(由BioRender.com创建)

图源:Hirata等人

日本东北大学的一组研究人员发现了铁死亡的一些生物学机制，这是一种最近发现的受调控的细胞死亡类型，由铁和脂质过氧化的积累引发——脂质经历了氧化变性。他们的发现揭示了控制铁死亡的一个重要参数，并可能作为未来治疗策略的基础。

铁死亡与多种疾病有关，包括神经退行性疾病、心血管疾病和肾脏疾病。铁死亡甚至可能在对某些疗法的反应中发挥作用，如化疗和放疗。然而，它的新颖性意味着发生铁死亡时发生的过程，以及脂质过氧化导致铁死亡的机制，仍然没有得到很好的理解。

该团队于2023年3月9日在《当代生物学》杂志上发表了他们的发现。

他们报告说，在铁死亡过程中，脂质过氧化物积聚在质膜上，导致阳离子的张力和渗透性增加。阳离子含量的增加激活了两个离子通道Piezo1和TRP，导致钠钾(Na+/K+)- atp酶失活，该酶在维持健康细胞细胞膜阳离子浓度水平方面起着关键作用。

“导致铁死亡的确切途径尚不清楚，特别是与其他形式的程序性细胞死亡(如凋亡、焦亡或坏死)相比。此外，脂质过氧化和细胞死亡之间的联系，甚至发生在哪里，仍然是一个谜，”该论文的合著者、东北大学药学研究生院健康化学实验室教授Atsushi Matsuzawa说。

为了更多地揭示铁死亡背后的过程，研究人员采用了各种技术来测量细胞形态、离子通量、膜完整性和电位的变化。

这些方法使研究人员排除了以前被认为是脂质过氧化目标的其他区域。“虽然线粒体功能障碍是铁死亡的结果，但我们的研究表明，膜的初始去极化对线粒体功能电位没有影响。此外，我们还研究了溶酶体作为脂质氧化来源的可能性。但我们发现，在质膜发生变化后很长时间内，溶酶体完整性没有受到影响。”

展望未来，该团队希望进一步深入研究铁死亡的分子机制，以及通过Piezo1/TRP通道调节阳离子通量的机制。

文章标题

Lipid peroxidation increases membrane tension, Piezo1 gating and cation permeability to execute ferroptosis