香港中文大学的梁宝成(LeungPoSing)教授团队揭示了胰岛样细胞簇与铁死亡之间的关系以及从中涉及到的JNK/p38/MAPK信号通路。
首先,他们用Erastin和Fer-1这两种化合物分别处理人胰岛样细胞(细胞制备详见原文)。其中Erastin是铁死亡诱导剂,Ferrostatin-1是铁死亡抑制剂。接下来检测细胞乳酸脱氢酶的含量用于评估细胞毒性反应。可以发现Erastin处理后乳酸脱氢酶水平上升而Fer-1处理后乳酸脱氢酶水平下降(如下图)。
接下来从Erastin处理48小时的人胰岛样细胞簇中发现,胰岛素分泌水平开始显著下降。同时胰岛细胞成熟的标志物NGN3、NKX2.2和PDX-1同样开始下调(如下图)。这揭示铁死亡可能阻止胰岛样细胞簇的分化和成熟。
根据常规研究思路,该轮到信号通路出场了。这里作者选的是MAPK通路。然后发现Erastin处理后JNK和p38磷酸化出现上调。而将Erastin与JNK抑制剂联用,则原本上调的乳酸脱氢酶水平开始出现下降。这提示Erastin调节乳酸脱氢酶的表达是依赖JNK通路激活的(如下图)。
前文在介绍部分提到过活性氧,接下来作者研究了活性氧生成相关的一个重要基因NOX4。结果发现Erastin是可以促进NOX4的表达的,而后者进一步促进了自由氧的产生(如下图)。
最后作者回答了这个铁死亡与一般概念上的细胞凋亡和自噬之间有什么关系。作者检测了凋亡(BAX、Bcl-2和PARP)和自噬(P62和LC3)相关的重要标志物,未发现任何变化。这说明铁死亡是一种独立的细胞程序性死亡过程,与凋亡或自噬之间没有必然联系(如下图)。
此项研究初步证实了铁死亡通过激活JNK/p38信号通路抑制胰岛样细胞簇的分化和成熟,同时上调NOX4的表达促进细胞内活性氧的产生。该研究提示在体外制备胰岛β细胞或进行胰岛移植时,控制铁死亡引起的细胞程序性死亡对于细胞的存活和功能维持具有重要意义。
原文链接: