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细胞铁代谢与细胞铁死亡进程都具有紧密联系2023-06-30 08:30:24

铁过载引发铁死亡的核心机制是铁病理性累积后通过Fenton反应使机体产生超量的ROS,超量的ROS引发氧化应激反应损伤细胞活性,引发铁死亡。而铁过载的根本原因是细胞对于铁的摄取、储存、利用和输出的平衡被打破。

铁在人体中的存在形式是氧化状态下的二价铁离子(Fe2+) 跟三价铁离子(Fe3+)。人体摄入食物中的铁往往以Fe3+的形式存在,但无法直接被利用。在Fe3+进入血液循环后,血清中的转铁蛋白与之结合后会被细胞膜上的转铁蛋白识别,被摄取进入细胞内。在Fe3+被摄入之后,STEAP3金属还原酶将其还原为Fe2+,然后通过载体将Fe2+释放到细胞质中。Fe2+在线粒体中的氧运输、能量代谢等过程中具有重要作用。除了细胞正常活动下所需的Fe2+外,部分Fe2+还可以被转运蛋白运输出去细胞外,而FPN1是迄今为止发现的哺乳动物中唯一的细胞铁外排功能蛋白,为铁死亡信号通路关键蛋白;但大量的Fe2+会被储存至不稳定铁池中或者氧化为Fe3+存储于铁蛋白中,以免造成氧化损伤。
 
但当Fe2+过多时,其通过Fenton反应会产生羟自由基,即ROS中最具破坏性的一种,对细胞产生氧化性损伤,严重时导致细胞铁死亡。最新研究表明,维持铁稳态平衡是人体生命活动的重要部分,细胞铁代谢与细胞铁死亡进程在多个系统的疾病中都具有紧密联系,当铁稳态失衡时,疾病会发生进展。铁死亡的另一特征是通过铁依赖机制导致富含多不饱和脂肪酸的磷脂膜过氧化,从而导致细胞死亡。长期处于氧化应激状态下,作为关键酶的酰基辅酶a合成酶长链家族成员4和溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶-3诱导脂质过氧化引发的细胞铁死亡;其具体过程是ACSL4将辅酶A连接到长链PUFAs上。
 
出自《铁死亡调控在骨质疏松症中的作用机制及中药干预研究》作者庄文德 郭浩华 陈振。