多组学分析揭秘铁死亡诱导的分泌组，绘制免疫调控新蓝图

铁死亡与免疫系统的关系复杂且不明晰，为探究其奥秘，研究人员开展铁死亡诱导分泌组的研究。他们发现铁死亡细胞释放多种具有免疫调节活性的物质，可激活巨噬细胞，这为理解铁死亡在炎症调节中的作用提供了关键依据。

　　

铁死亡（ferroptosis）是一种铁离子依赖性的调节性坏死，由大量脂质过氧化驱动。近年来，人们逐渐认识到它在多种生理和病理过程中扮演着重要角色，尤其是在与免疫系统的相互作用方面。

然而，对于铁死亡细胞释放的物质及其潜在的生物学活性，科学界还知之甚少。比如，虽然知道铁死亡细胞会释放一些物质，但这些物质具体是什么，它们如何影响免疫系统，以及在炎症过程中发挥怎样的作用，都有待进一步探索。

为了揭开这些谜团，德国科隆大学等机构的研究人员开展了一项深入的研究。他们不仅提供了铁死亡诱导的分泌组图谱，还揭示了其在巨噬细胞初始激活中的新功能。

这项研究成果于4月25日发表在《Cell Death & Differentiation》杂志上。为深入理解铁死亡在免疫调节和炎症过程中的作用奠定了基础，有望为相关疾病的治疗开辟新的途径。

研究人员运用了多种关键技术方法。在蛋白质组学方面，利用SILAC和HILAQ技术分析铁死亡细胞释放的蛋白质；在脂质组学和代谢组学层面，采用靶向质谱技术分别检测氧化脂质和代谢物；同时，通过RNA测序（RNA-seq）探究巨噬细胞在铁死亡上清液刺激下的基因表达变化 。

铁死亡细胞释放蛋白质的特征

研究人员利用他莫昔芬诱导的GPX4基因敲除的小鼠胚胎成纤维细胞（Pfa1 MEF），通过SILAC和HILAQ技术发现，铁死亡细胞释放的蛋白质中包含一些具有损伤相关分子模式（DAMP）和先天免疫系统功能的蛋白，如巨噬细胞迁移抑制因子（MIF）、热休克蛋白（HSP）和伴侣蛋白等，但未检测到典型的趋化因子。并且，铁死亡细胞会以脂质活性氧（ROS）依赖性方式释放预先合成的蛋白质。

铁死亡诱导氧化脂质的产生和释放

之前的研究发现，前列腺素合成酶2（ptgs2/COX2）的mRNA在铁死亡过程中上调，进而催化合成具有免疫调节功能的前列腺素等氧化脂质。通过靶向质谱分析，他们证实了铁死亡细胞的上清液中多种氧化脂质含量显著增加，这表明铁死亡可诱导脂质-ROS依赖性的 Ptgs2 表达和氧化脂质的释放。

铁死亡细胞的代谢特征及代谢物释放

研究人员检测到铁死亡细胞会大量释放ATP和氧化核苷酸8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）。通过代谢组学分析发现，铁死亡细胞的代谢图谱与戊糖磷酸途径（PPP）和三羧酸循环（TCA cycle）的激活一致，其分泌组中富含三羧酸循环、甲硫氨酸循环、嘌呤和嘧啶衍生物等代谢物。

铁死亡上清液诱导巨噬细胞重编程

将原代小鼠骨髓来源的巨噬细胞（pBMDM）暴露于铁死亡上清液中，他们通过RNA测序发现，巨噬细胞出现了与初始激活一致的转录重编程，相关基因本体（GO）术语富集在免疫激活方面。并且，这种转录重编程是由Toll样受体（TLR）介导的DAMP感知启动的，但不足以驱动巨噬细胞的完全炎症激活。

铁死亡分泌组促进巨噬细胞初始激活

实验表明，用铁死亡上清液预处理巨噬细胞，能显著增强其在脂多糖（LPS）刺激下的TNF和IL-6分泌。进一步研究发现，铁死亡上清液中的细胞外囊泡（EV）对巨噬细胞初始激活（priming）有重要贡献，而坏死性上清液则不具备这种能力。

总的来说，研究人员通过多组学方法全面分析了铁死亡细胞的分泌组，发现其与坏死性细胞分泌组存在差异，如铁死亡分泌组中不存在CXCL1/2，却存在显著的早期ATP和代谢物释放，这支持了铁死亡是一种代谢型细胞死亡的观点。同时，铁死亡相关的分泌组具有促进巨噬细胞初始激活的活性。

不过，还有一些问题需要进一步研究，比如具体是哪些代谢物、氧化脂质或非蛋白质介质在巨噬细胞初始激活中起作用。总之，这项研究为未来探究铁死亡引发的免疫反应的复杂性和细胞类型特异性打下了重要基础 。