背景:铁死亡是一种在致癌Ras突变的癌症细胞中观察到的非凋亡性的细胞死亡,在形态学、生物化学和遗传学上与其他形式的细胞死亡不同。其典型特征是游离铁的大量积累和无限制的脂质过氧化,而铁死亡抑制剂或铁螯合剂可以特异性地挽救这种现象。自从发现铁死亡以来,铁死亡的分子机制及其潜在应用已成为热门研究课题。尽管铁死亡的主要途径已经建立,但这一调控网络的具体分子机制在很大程度上仍然未知。铁死亡通常由胱氨酸/谷氨酸逆转录蛋白体(System xc~-)系统的抑制或谷胱甘肽(GSH)、过氧化物酶4(GPX4)活性的丧失所引起。因此System xc~-对于胱氨酸的输入至关重要,谷胱甘肽是细胞中重要的非酶抗氧化剂,可以维持谷胱甘肽RP56976分子量的从头合成。RSL3研究购买而诱导癌症细胞的铁死亡是一种潜在的抗癌治疗策略。因此,触发铁死亡的机制,如抑制System xc~–GSH-GPX4体系,可能为治疗癌症或逆转癌症耐药性提供新的治疗途径。米托醌(Mito Q)作为一种广泛应用的线粒体靶向抗氧化剂,在线粒体中大量累积,可以减缓线粒体的氧化应激损伤,激活细胞能量,本课题组既往研究也证明了Mito Q通过调节线粒体吞噬和线粒体动力学过程来改善CISD3相关的铁死亡。然而,Mito Q也可能存在负面影响,在肿瘤的发生发展和铁死亡中的负面作用机制尚不清楚。目的:本课题主要是研究Mito Q诱导铁死亡的相关具体机制,旨在探讨Mito Q作为线粒体抗氧化剂可能存在的负面作用,且研究了铁死亡发生的分子机制,为Mito Q的临床应用提供理论依据。方法:采用CCK-8试剂盒检测细胞存活率;平版克隆实验检测细胞增殖能力;用C11-BODIPY、DCF-DA、RPA、mito Tracker Red、mito SOX Red和TMRM探针染色,分别检测细胞内脂质过氧化物、细胞活性氧、细胞内游离铁、线粒体形态、线粒体内活性氧以及线粒体膜电位的水平;接着使用m RFP-GFP-LC3腺病毒证实自噬通量;免疫印迹实验检测细胞内的蛋白表达水平。结果:细胞增殖实验显示,Mito Q呈浓度依赖性诱导细胞死亡,抑制细胞增殖;同时利用共聚焦荧光显微镜,通过荧光探针,发现Mito Q促进了细胞内脂质过氧化物、细胞活性氧以及游离铁的累积,与此同时,铁死亡螯合剂和自噬抑制剂(DFO和Ba FA1)均可以挽救这种现象。此外,随着Mito Q剂量的增加,导致线粒体形态严重受损,线粒体活性氧高度累积,线粒体膜电位去极化。另一方面,本研究还发现Mito Q可能通过激活AMPK的磷酸化来下调m TOR/p70S6k信号通路,从而诱导自噬,并通过m RFP-GFPrifamycin biosynthesis-LC3腺病毒证实自噬通量。最后本研究通过敲低NCOA4和过表达FTH证实Mito Q可能通过调节NCOA4-FTH信号通路诱导铁死亡。结论:Mito Q可能通过调节NCOA4-FTH信号通路诱导铁死亡的发生,故Mito Q作为线粒体靶向抗氧化剂在临床上须谨慎使用。