铁死亡(Ferroptosis)是一种细胞死亡形式,它依赖于细胞内的铁,并且与凋亡(Apoptosis)、坏死(Necrosis)和自噬(Autophagy)不同。
铁死亡(Ferroptosis)是一种新近发现的细胞死亡类型,其主要特征是铁过载和脂质过氧化。铁死亡是由铁依赖的细胞死亡形式,由脂质活性氧(ROS)驱动,并且在细胞形态、生化和遗传学方面与其他形式的调控性细胞死亡(如凋亡、自噬、坏死、焦亡等)有显著不同。
铁死亡的分子机制涉及多种分子和细胞器,自2012年被确认为非凋亡细胞死亡途径以来,铁死亡已成为许多生理和病理情境中的关键机制,并在多种疾病的治疗中取得了显著进展
铁死亡的分子机制包括依赖于谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的和不依赖于GPX4的抗氧化机制。在铁死亡过程中,细胞内的脂质过氧化失控,导致细胞膜的不稳定和细胞死亡。铁死亡在多种病理条件下都有涉及,包括癌症、神经退行性疾病、败血症、缺血再灌注损伤、自身免疫性疾病和代谢性疾病。
在铁代谢途径中,铁的增加可以增加细胞对铁死亡的敏感性,这表明铁在铁死亡过程中起着核心作用。
癌细胞通过上调谷氨酰胺和葡萄糖的摄取和利用以及劫持NRF 2和谷胱甘肽的产生来保护自己。
- 研究表明,铁死亡在肿瘤抑制中扮演着关键角色,为癌症治疗提供了新的机会。
- 癌症治疗中的主要挑战之一是肿瘤对治疗药物产生耐药性。一些临床前和临床研究集中在克服药物耐药性上。有趣的是,铁死亡与癌症治疗耐药性相关,诱导铁死亡已被证明可以逆转药物耐药性。
- 文章还讨论了铁死亡的机制,包括经典的GPX4调节途径、铁代谢途径和脂质代谢途径。此外,文章还探讨了通过诱导铁死亡来逆转化疗耐药性、靶向治疗耐药性和免疫治疗耐药性的可能性。
溶质载体超家族中的氨基酸转运蛋白:未被充分重视的蛋白质和癌症治疗的新机会
- 溶质载体(SLC)转运蛋白是一类多样的膜蛋白,它们在细胞膜上调节氨基酸、维生素、离子等营养物质的摄入和外排。这一动态过程对于维持癌细胞的代谢需求、促进其生存、增殖和适应肿瘤微环境(TME)至关重要。
- 氨基酸是细胞的基本构建块,在蛋白质合成、营养感知和致癌信号通路中扮演着重要角色。
- 作为氨基酸的关键转运蛋白,SLC在维持细胞内氨基酸稳态中发挥着重要作用,它们的失调与多种癌症类型有关。
- SLC通过介导代谢重编程、调节氧化还原平衡、影响主要的致癌途径、调节TME中氨基酸的生物可用性以及改变癌细胞对治疗药物的敏感性来发挥其功能。
SLC7A11
SLC7A11是人类基因组中的一个基因,它编码一种名为溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11),通常简称为SLC7A11。这个基因的产物是一种氨基酸转运蛋白,负责将特定的氨基酸,尤其是中性氨基酸,如亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等,从细胞外运输到细胞内。这些氨基酸是细胞蛋白质合成、生长和修复所必需的。
SLC7A11基因的功能非常重要,因为它参与了维持细胞内氨基酸平衡的过程。在某些病理状态下,比如癌症,细胞对氨基酸的需求增加,以支持它们快速的增殖。因此,SLC7A11在肿瘤生长和存活中可能扮演着关键角色。此外,SLC7A11的表达和活性可能在不同类型的癌症中发生变化,使其成为一个潜在的癌症治疗靶点。
在癌症治疗中,通过药物或其他干预手段调节SLC7A11的功能,可能影响癌细胞对氨基酸的获取,从而抑制肿瘤的生长。
SLC7A11抑制剂可以通过阻断胱氨酸的摄取来减少细胞内的谷胱甘肽水平,从而增加细胞对氧化应激的敏感性,特别是在某些癌细胞中,这些细胞依赖于较高的谷胱甘肽水平来抵抗化疗或放疗引起的损伤,使用SLC7A11抑制剂诱导癌细胞铁死亡。
线粒体代谢疗法
线粒体代谢在癌症的发展和治疗中扮演着重要角色。线粒体不仅参与能量代谢,还涉及细胞周期和细胞生长的调控、细胞死亡的调节以及活性氧(ROS)的产生。
- 葡萄糖和谷胺酰胺(Glutamine)是癌细胞生存和增殖所必需的两种关键营养素。它们在癌症中的作用非常重要,因为癌细胞需要大量的能量和生物合成前体来支持其快速增长和维持其代谢需求。
- 通过铁死亡抑制葡萄糖或谷胺酰胺的摄取和代谢,可以限制癌细胞的能量供应和生物合成能力,从而抑制肿瘤的生长和存活。
- 针对谷胱甘肽和谷氨酰胺:引发铁死亡