鐵死亡(Ferroptosis)是一種鐵依賴性的程序性細(xì)胞死亡形式,以脂質(zhì)過(guò)氧化積累和氧化損傷為特征。其檢測(cè)需結(jié)合形態(tài)學(xué)、生化指標(biāo)、分子標(biāo)志物及功能學(xué)實(shí)驗(yàn),以下為系統(tǒng)化
的檢測(cè)策略:
一、形態(tài)學(xué)觀察
1.透射電鏡(TEM)
檢測(cè)指標(biāo):線粒體萎縮、嵴減少、膜密度增高,細(xì)胞膜完整但無(wú)典型凋亡小體。
步驟:固定(戊二醛/鋨酸)→脫水包埋→超薄切片→染色觀察。
優(yōu)點(diǎn):直觀顯示結(jié)構(gòu)變化。
缺點(diǎn):設(shè)備要求高,操作復(fù)雜。
線粒體整體體積縮小,形態(tài)皺縮 基質(zhì)電子密度增高(因內(nèi)容物濃縮)或出現(xiàn)不均勻分布。
二、脂質(zhì)過(guò)氧化檢測(cè)
1.丙二醛(MDA)檢測(cè)
原理:硫代巴比妥酸(TBA)法,MDA與TBA生成紅色復(fù)合物。
方法:分光光度計(jì)(532nm)或熒光法(Ex/Em=515/553nm)。
試劑盒:如TBARSAssayKit。
2.C11BODIPY581/591探針
原理:脂質(zhì)過(guò)氧化將探針從紅色(591nm)轉(zhuǎn)為綠色(510nm)
方法:流式細(xì)胞術(shù)或熒光顯微鏡定量。
優(yōu)勢(shì):實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。
3.4-HNE檢測(cè)
方法:ELISA或免疫熒光檢測(cè)4-羥基壬烯酸(4-HNE)修飾蛋白。
三、谷胱甘肽系統(tǒng)分析
1.GSH/GSSG比值
檢測(cè):DTNB法(Ellman試劑)或熒光探針(如mBCl)。
意義:鐵死亡中GSH消耗,GSSG增加,比值下降。
2.GPX4活性與表達(dá)
活性檢測(cè):NADPH消耗法(340nm吸光度下降)。
蛋白表達(dá):Westernblot或免疫組化(GPX4抗體)。
四、鐵代謝相關(guān)檢測(cè)
1.細(xì)胞內(nèi)鐵水平
探針:PhenGreenSK(鐵淬滅熒光)或Calcein-AM。
方法:流式細(xì)胞術(shù)或熒光顯微鏡。
其他:普魯士藍(lán)染色(組織樣本)。
2.鐵蛋白(Ferritin)與鐵調(diào)蛋白
檢測(cè):Westernblot(FTL/FTH)、qPCR(IREB2、TFRCmRNA)。
五、功能學(xué)驗(yàn)證
1.抑制劑/誘導(dǎo)劑干預(yù)
抑制劑:Ferrostatin-1(1-10μM)、Liproxstatin-1(0.1-1μM)。
鐵螯合劑:DFO(10-100μM)、去鐵胺(DFOM)。
誘導(dǎo)劑:RSL3(GPX4抑制劑,0.1-1μM)、Erastin(SystemXc?抑制劑,10-50μM)。
驗(yàn)證:預(yù)處理抑制劑后觀察細(xì)胞死亡緩解。
2.基因調(diào)控
敲低/過(guò)表達(dá):shRNA/siRNA敲低GPX4、ACSL4或過(guò)表達(dá)SLC7A11。
六、分子標(biāo)志物檢測(cè)
1.關(guān)鍵蛋白表達(dá)
上調(diào):ACSL4、TFR1、NOX1。
下調(diào):GPX4、SLC7A11、FSP1。
方法:Westernblot、免疫熒光。
七、多組學(xué)聯(lián)合分析
1.脂質(zhì)組學(xué):靶向分析PUFA-PL(如PE-AA/AdA)氧化產(chǎn)物。
2.轉(zhuǎn)錄組學(xué):篩選差異基因(如ATF4、CHAC1)。
3.代謝組學(xué):檢測(cè)胱氨酸、谷胱甘肽代謝通路變化。
八、注意事項(xiàng)與對(duì)照設(shè)置
1.排除其他死亡方式:
凋亡:檢測(cè)Caspase-3活化、AnnexinV/PI雙染。
壞死:檢測(cè)LDH釋放、PI滲透性。
自噬:LC3-II/I比值、自噬抑制劑(如3-MA)。
2.對(duì)照設(shè)計(jì):
陽(yáng)性對(duì)照:RSL3/Erastin處理。
陰性對(duì)照:Ferrostatin-1聯(lián)合誘導(dǎo)劑。
空白對(duì)照:未處理細(xì)胞。
九、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與挑戰(zhàn)
-細(xì)胞類型:不同細(xì)胞系對(duì)鐵死亡敏感性差異大(如HT-1080、肝癌細(xì)胞敏感)。
-時(shí)間點(diǎn):脂質(zhì)過(guò)氧化通常在誘導(dǎo)后6-24小時(shí)達(dá)峰。
-交叉驗(yàn)證:至少聯(lián)合3種方法(如MDA+C11BODIPY+GPX4WB)。
總結(jié)
鐵死亡檢測(cè)需多維度驗(yàn)證,結(jié)合形態(tài)、生化、分子及功能學(xué)證據(jù),并嚴(yán)格設(shè)置對(duì)照以排除混雜因素。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)研究模型優(yōu)化條件,確保結(jié)果特異性與可重復(fù)性。