氨基酸进出细胞需要特定的转运蛋白——胱氨酸/谷氨酸逆向转运体(system Xc‒)。System Xc‒是异二聚体，由糖基化的重链CD98hc(也称作SLC3A2)和非糖基化的xCT(也称作SLC7A11)通过二硫键连接形成。细胞依靠system Xc‒介导细胞外的胱氨酸和细胞内谷氨酸的交换。胱氨酸进入细胞被还原为半胱氨酸，随后合成GSH来调节下游脂质过氧化的过程。抑制sys[1]tem Xc‒导致的氨基酸代谢失衡会引发铁死亡，而且谷氨酸本身也能影响system Xc‒的功能。细胞外高水平的谷氨酸浓度能够抑制system Xc‒，从而诱导铁死亡，这也许能够解释当谷氨酸在神经系统中累积到高浓度时会产生细胞毒性。细胞外高浓度的谷氨酸会抑制systemXC-从而诱导铁死亡。河南铁死亡项目
铁死亡被认为是通过细胞膜或者细胞器膜发生脂质过氧化损伤来杀伤细胞,但具体的亚细胞定位一直存在争议.我们通过对阿霉素处理小鼠心脏组织进行透射电子显微镜观察,发现阿霉素小鼠的线粒体形态发生明显变化,后续实验证实ATP生成与线粒体膜电位均明显下降;而这些变化均能被Fer-1所恢复.尽管之前有文献提示铁死亡可能发生于细胞膜,但分离心肌线粒体后,我们发现铁蓄积和脂质过氧化在阿霉素作用后主要发生在心肌细胞的线粒体而不是细胞质基质中.与传统的抗氧化剂TEMPO相比,经改造而特异富集于线粒体的MitoTEMPO可有效抑制铁死亡,保护心脏功能,从而更加明确了线粒体损伤与心脏损伤在阿霉素模型中的因果关系。动物组织样本铁死亡检测服务铁积累是铁死亡的关键因素之一。
在铁死亡过程中，多不饱和脂肪酸（PUFAs），特别是花生四烯酸和肾上腺素容易发生过氧化，导致脂质双层被破坏，影响膜功能。细胞膜中多不饱和脂肪酸的生物合成和改造需要ACSL4和LPCAT3酶。ACSL4催化游离花生四烯酸或肾上腺素酸分别与辅酶A结合形成衍生物AA-CoA或Ada-CoA，然后LPCAT3促进它们的酯化反应生成膜磷脂酰乙醇胺，产生AA-PE或Ada-PE。ACSL3将单不饱和脂肪酸（MUFAs）转化为酰基辅酶A酯，结合到膜磷脂中，从而保护ai细胞免受铁死亡的侵袭。AMPK介导的beclin 1磷酸化通过抑制还原型谷胱甘肽（GSH）的产生来促进铁死亡，而AMPK介导的ACAC磷酸化则通过限制多不饱和脂肪酸（PUFA）的产生来抑制铁死亡。
铁蛋白(ferritin)是细胞内主要的铁存储蛋白复合物，包括铁蛋白轻多肽1(FTL1)和铁蛋白重多肽1(FTH1)两个亚基。过量的Fe2+储存在ferritin中形成不稳定铁池。FTH1/FTL1可通过自噬被降解，从而释放出大量游离Fe2+，增加细胞内铁的水平。Yang等发现自噬能选择性降解核xin生物钟蛋白ARNTL，ARNTL可抑制Egln2的转录，从而介导缺氧诱导因子HIF1-α的下调来促进铁死亡。Hou等发现，敲除自噬相关基因5(Atg5)和自噬相关基因7(Atg7)可通过降低细胞内亚铁水平和脂质过氧化来抑制erastin诱导的铁死亡。同时，敲除核受体共激huo因子4(nuclearreceptorco[1]activator4，NCOA4)可抑制铁蛋白降解和抑制铁死亡，而过表达NCOA4会增加铁蛋白降解，促进铁死亡。铁离子螯合剂可以抑制铁死亡这一过程，说明铁死亡是铁离子依赖的过程。
各种抗氧化系统在防止脂质过氧化介导的铁死亡中起重要作用，尤其是系统胱胺酸/谷胺酸逆向转运体/GSH/Gpx4轴。系统胱胺酸/谷胺酸逆向转运体是一种反向转运蛋白，它输出谷氨酸盐，同时输入胱氨酸以转化为半胱氨酸用于GSH合成；Gpx4是一种脂质修复酶，是铁死亡的主要调节者，可利用GSH干扰脂质过氧化反应。而Gpx4的表达受Nrf2的调节，当受到外界氧化应激因子刺激后，Nrf2与其抑制蛋白Keap1解离活化，进入细胞核，启动其下游靶基因如SOD、Gpx4、xCT和HO-1等的表达，发挥抗氧化作用。铁摄入增加、外流减少或储存减少可导致铁“超载”从而促进铁死亡。河南铁死亡项目
GSH作为GPX4的底物参与细胞内的抗氧化系统，是影响铁死亡发生的关键因素。河南铁死亡项目
NFE2L2还可通过反式jihuo与铁代谢（包括SLC40A1、MT1G、HMOX1和FTH1）、GSH代谢（包括SLC7A11、GCLM和CHAC1）以及ROS解du酶（包括TXNRD1、AKR1C1、AKR1C2和AKR1C3、SESN2、GSTP1和NQO1）有关的几个细胞保护基因来限制铁死亡过程中的氧化损伤。NFE2L2的功能获得性（gain-of-function）突变或KEAP1的功能丧失性（loss-of-function）突变进一步增加了氧化应激反应的复杂性，这反过来可能会影响对铁死亡的抵抗力。NFE2L2在铁死亡抵抗中的作用以及NFE2L2抑制剂（如胡萝卜醇和胡芦巴碱）在增强铁死亡zhiliao方面的zhiliao潜力需要在临床前和临床研究中进一步解决。河南铁死亡项目
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