鐵死亡相關研究丨抑制劑、抗體及檢測試劑盒等全套研究工具大盤點

 

鐵死亡是近年來發現的一種新型細胞死亡方式,是鐵依賴的脂質過氧化積累介導的細胞死亡,其在形態及生物化學上不同于凋亡、壞死等細胞死亡方式。鐵死亡發生過程中伴隨著谷胱甘肽的耗竭、谷胱甘肽過氧化物酶活性的下降以及大量脂質過氧化物的產生。鐵死亡相關特征如下:

 

形態學特征:超微結構顯示,鐵死亡時細胞膜斷裂和出泡,線粒體萎縮、線粒體脊減少甚至消失、膜密度增加、細胞核形態正常,但缺乏染色質凝集;電鏡下觀察到胞內線粒體變小、膜密度增高。

生物學特征:活性氧、鐵離子聚集,激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)系統,胱氨酸攝取減少、谷胱甘肽耗竭,抑制SystemXc-;

 

觸發鐵死亡途徑需要三個關鍵要素:1). 儲存在磷脂膜中的多不飽和長鏈脂肪酸 (PUFA);?2). 氧化還原活性鐵;?3). 有缺陷的脂質過氧化物修復系統。一些小分子也可以通過靶向關鍵蛋白質或相關代謝途徑來誘發鐵死亡,下面這張海報來描述目前已知的幾種鐵死亡誘導機制:

 

鐵死亡誘導機制

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1.?抑制胱氨酸谷氨酸轉運受體?(SystemXC-)誘導鐵死亡

某些鐵死亡誘導劑 (FIN) 靶向胱氨酸/谷氨酸交換轉運蛋白System Xc-,它調節細胞內谷胱甘肽含量以平衡細胞氧化還原水平。System Xc-將細胞內谷氨酸轉運到細胞外,同時將細胞外胱氨酸轉運到細胞中(圖1)。腫瘤抑制因子p53和BAP1通過抑制System Xc-亞基的轉錄使細胞對鐵死亡敏感?,從而減少胱氨酸的攝入。

 

 System xc-調控GSH合成

圖1. System xc-調控GSH合成

 

經歷鐵死亡的細胞內氧化還原平衡被破壞,為了研究鐵死亡過程中細胞氧化還原狀態的變化,我們為大家整理了一些常見的干擾GSH產生的鐵死亡誘導劑 (Class Ⅰ FIN) 以及消耗細胞內GSH的其他化合物,還有可用于檢測細胞中的GSH和GSH還原酶活性的檢測試劑盒:

 

抑制劑:

鐵死亡誘導劑 誘導機制
CAY10773(31806) 抑制胱氨酸攝取,干擾谷胱甘肽的產生
Erastin(17754) 通過system?xc-抑制胱氨酸的攝取
Erastin2(27087) 抑制system?xc-胱氨酸/谷氨酸轉運蛋白
Imidazole Ketone Erastin (IKE)(27088) system?xc-的代謝穩定抑制劑?,可能適用于體內應用
水楊酸偶氮磺胺吡啶(15025) 抑制胱氨酸攝取的 5-氨基水楊酸前體藥物
對乙酰氨基酚(10024) 降低細胞內谷胱甘肽的水平
金諾芬(15316) 抑制硫氧還蛋白還原酶活性,使硫氧還蛋白還原
L-丁硫氨酸-(S,R)-亞砜亞胺 (BSO)(14484) 通過抑制γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(谷胱甘肽合成的限速酶)活性來消耗GSH
N-乙酰-4-苯醌亞胺 (NAPQI)(16115) 毒性劑量會耗盡肝臟中谷胱甘肽儲備
QD-394(31769) 誘導脂質過氧化并降低 GSH:GSSH 比率

 

抗體及檢測試劑盒:

GSH檢測及衍生物 GSH氧化還原/排毒酶檢測試劑盒及抗體
谷胱甘肽檢測試劑盒703002 谷胱甘肽還原酶檢測試劑盒(703202)
谷胱甘肽細胞檢測試劑盒(藍色熒光)(600360 谷胱甘肽 S-轉移酶檢測試劑盒(703302)
谷胱甘肽乙酯(14953 谷胱甘肽S-轉移酶多克隆抗體(10010013)
L-谷胱甘肽,還原型(10007461) FITC標記谷胱甘肽S-轉移酶抗體(10197)

 

2.?抑制GPX4誘導鐵死亡

其他鐵死亡誘導劑直接靶向谷胱甘肽過氧化物酶 4 (GPX4),這是一種利用 GSH作為底物來限制脂質過氧化物積累的脂質修復酶(圖2)。當細胞中GSH耗盡時,GPX4 活性也會降低。

 

GPX4在GSH下游起作用以修復脂質過氧化

圖 2. GPX4在GSH下游起作用以修復脂質過氧化

 

GPX4是一種硒蛋白,存在于生物膜上并作為磷脂氫過氧化物酶起作用,它可在還原型谷胱甘肽存在時催化脂質過氧化物的還原。當GPX4活性受阻時,脂質過氧化物會積聚并最終導致細胞死亡。同樣,我們也整理了多種GPX4活性的直接抑制因子(Class Ⅱ FIN),可用于誘導鐵死亡,同時還有GPX4抗體和檢測試劑盒,可用于研究這些酶的活性并鑒定GPX4的新型抑制劑:

 

抑制劑:

鐵死亡誘導劑 作用機制
JKE-1674(30784) 抑制GPX4;ML-210的活性代謝物
JKE-1716(30786) 抑制GPX4;ML-210的衍生物
ML-162(20455) 抑制GPX4;比 (1S,3R)-RSL3更有效和更具選擇性
ML-210(23282) 抑制GPX4誘導鐵死亡
(1S,3R)-RSL3(19288) 直接結合GPX4的硒半胱氨酸活性位點

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抗體,蛋白及檢測試劑盒:

GPX4 抗體和蛋白質 GPX 檢測
GPX4 多克隆抗體(10005258) 谷胱甘肽過氧化物酶檢測試劑盒(703102)
GPX4(人重組)(26906) GPX4 抑制劑篩選檢測試劑盒(701880)

 

3.?FSP1和MVA通路控制鐵死亡的敏感性

眾所周知,脂質代謝失調也與鐵死亡有關,例如,角鯊烯合酶 (SQS)(一種參與膽固醇合成的酶)的化學活化抑制了甲羥戊酸途徑(MVA)中幾種重要的非甾醇產物的形成(圖3),其中一種產物就是輔酶Q10(CoQ10),它是一種重要的清除自由基的抗氧化劑。

 

同時,MVA途徑也對GPX4的成熟起著關鍵作用,由于焦磷酸異戊烯酯(IPP)可以將硒代半胱氨酸復合物插入GPX4的催化中心,這對其抗氧化活性很重要。在這里,我們整理了幾種鐵死亡誘導劑,可在需要乙酰輔酶A羧化酶活性的過程中促進GPX4的降解,并激活SQS以降低CoQ10的表達,還已知他汀類藥物可抑制MVA途徑。

 

MVA途徑和FSP1共同調控CoQ10生成和GPX4蛋白質的成熟

圖3. MVA途徑和FSP1共同調控CoQ10生成和GPX4蛋白質的成熟

 

在這里我們給大家整理了了一類可抑制FSP1的抗氧化作用的鐵死亡誘導劑(Class Ⅲ FIN),以及篩選FSP1的新型抑制劑的試劑盒,MDM2/MDMX復合物還可通過抑制PPARα活性來下調FSP1的表達。

 

抑制劑:

鐵死亡誘導劑 作用機制
FIN56(25180) 降低GPX4蛋白的表達;還以與GPX4降解無關的方式結合并激活SQS
iFSP1(29483) 抑制FSP1,抑制與谷胱甘肽活性無關的鐵死亡
他汀類藥物 抑制HMG-CoA還原酶,該酶催化MVA途徑的限速步驟

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蛋白及檢測試劑盒:

FSP1 底物及蛋白 FSP1 檢測
香豆素-醌結合物(29554) FSP1熒光抑制劑篩選檢測試劑盒(701900)
FSP1(人重組)(29611) ——

 

4.?多不飽和脂肪酸PUFAs的鐵氧化誘導鐵死亡

過量的鐵代謝通過產生氧化應激導致鐵死亡,循環鐵,主要以三價鐵 (Fe3+?)形式與轉鐵蛋白結合,通過膜結合轉鐵蛋白受體 1 (TfR1) 轉運到細胞中。在核內Fe3+被還原為亞鐵(Fe2+)并通過二價金屬轉運蛋白1(DMT1)釋放到細胞質中的不穩定鐵池中(圖4)。額外的鐵儲存在儲鐵蛋白中,儲鐵蛋白是一種儲存鐵的蛋白復合物。

 

過量的鐵導致芬頓反應產生ROS

圖 4. 過量的鐵導致芬頓反應產生ROS。

 

細胞內任何Fe3+攝取的增加或儲Fe3+能力的降低都會導致胞內鐵過量,從而通過芬頓反應產生高活性羥基自由基,這些自由基可以氧化脂質膜中的PUFA,產生脂質氫過氧化物。在這里我們給大家整理了多種內過氧化物,它們通過氧化Fe2+充當鐵死亡誘導劑(FIN)?,從而促進脂質ROS的產生。

 

抑制劑:

鐵死亡誘導劑 行動方式
青蒿素(11816) 產生ROS的鐵 (II) 氧化反應性內過氧化物
青蒿琥酯(11817) 產生ROS的鐵 (II) 氧化反應性內過氧化物
氯[N,N'-disalicylidene-1,2-苯二胺]鐵(III)(28788) 產生基于脂質的ROS的金屬復合物
菲諾2(25096) 氧化鐵離子,導致GPX4酶活性喪失

 

蛋白及抗體:

轉鐵蛋白受體抗體和蛋白
轉鐵蛋白(人,重組)(32030)
轉鐵蛋白受體/CD71胞外域(人,重組)(32031)
轉鐵蛋白受體/ CD71兔單克隆抗體(32311)

 

?熒光探針:????

熒光鐵指示劑 ?
Phen Green SK 雙乙酸酯(25393) 綠色熒光重金屬指示劑
羅丹明dithenoyl酰肼(31095) 三價鐵的熒光和比色探針

 

5.?LOs和PORs對PUFA-PLs的過氧化導致鐵死亡

PUFA非常容易受到非酶促和酶促過程的氧化損傷。PUFA具有雙烯丙基質子,容易奪取氫原子,這會導致生成烷基自由基,這些烷基自由基很容易與氧分子反應生成過氧自由基,這些過氧自由基與其他PUFA反應,產生脂質過氧化的連鎖反應。在鐵死亡過程中,?;o酶A合成酶長鏈家族成員4 (ACSL4)、溶血磷脂酰膽堿?;D移酶3 (LPCAT3)、脂氧合酶 (LO) 和細胞色素P450氧化還原酶(POR)是氧化PUFA形成的關鍵驅動因素(圖5)。

 

由脂氧合酶 (LO)驅動且不受GPX4調控的脂質過氧化觸發的鐵死亡

圖 5. 由脂氧合酶 (LO)驅動且不受GPX4調控的脂質過氧化觸發的鐵死亡

 

細胞內游離的花生四烯酸和腎上腺素酸通過ACSL4與輔酶A (CoA) 結合。然后LPCAT3催化這些PUFA酯化成膜磷脂(PL)。LO,尤其是15-LO,通常使用游離PUFA作為底物。

 

抑制iPLA?2β活性從而使氧化的脂肪酸在膜磷脂中積累也已被證明可誘導鐵死亡。為了方便科研工作者們研究氧化脂質如何參與鐵死亡過程的,我們開發了一系列工具,包括PLA2抑制劑和活性LO酶,以及可量化脂質過氧化的氧化脂質標準品。

iPLA2β 抑制劑
(S)-溴烯醇內酯(10006801)
FKGK 18(13943)

???

脂肪氧化酶* 氧化脂質
5-LO(馬鈴薯)(60400) 5(S)-HETE(34230)
5(S)-HETE-d8?(334230)
5(S)-HpETE(44230)
5-LO(人)(60402) 11(S)-HETE(34510)
12(S)-HETE(34570)
12(S)-HpETE(44570)
12-LO(小鼠)(10341) 15(S)-HETE(34720)
15(S)-HETE-d8(334720)
15(S)-HpETE(44720)
LO(來自 Glycine max(大豆))(60700) HETE HPLC Mixture(34001)
氫過氧化物?HPLC Mixture(44001)
15-Lipoxygenase-2(人重組)(10011263) 15(S)-HETE ELISA 試劑盒(534721)

 

氧化磷脂
1-棕櫚酰-2-(±)17(18)-EpETE?-?sn?-?glycero?-3-PC(24383)
PAZ-PC(62924)
PGPC(10044)
PGPC-d6(25746)
POV-PC(10031)
1-硬脂酰2-15(S)-HETE-?SN?-glycero-3-PC(21138)
1-硬脂酰2-15(S)-HETE-?SN?-glycero-3-PE(21139)
1-硬脂酰-2-15(S)-HpETE?-?sn?-?glycero?-3-PC(26531)
1-硬脂酰2-15(S)-HpETE-?SN?-glycero-3-PE(25856)

 

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文章來源;鐵死亡誘導機制及全套研究工具大盤點【1】

 

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