AbMole | 细胞铁死亡高分指南-常用抑制剂/诱导剂、检测方法

铁死亡作为程序性细胞死亡的一种，自2012年被Dixon等人提出以来[1]，相关研究呈指数级增长。最近，一项发表在《Nature》杂志上的文章再次吸引了大家的目光，它揭示了溶酶体铁在铁死亡中的关键作用，并成功开发出一种名为Fento-1的小分子化合物，用于激活溶酶体铁并诱导肿瘤细胞的铁死亡[2]。可见铁死亡在未来很长一段时间都是生命科学领域中的热门话题，AbMole为准备开展铁死亡研究的同学详细讲述与之相关的调节剂和检测手段。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。

铁死亡的调节剂

1. 铁死亡抑制剂：给细胞铁死亡按下“暂停键”

（1）Ferrostatin-1 (Fer-1)

Ferrostatin-1，（Fer-1，AbMole，M2698）是铁死亡研究中的“明星”抑制剂。它主要通过抑制脂质过氧化反应来发挥作用。细胞铁死亡过程中会产生大量的活性氧（ROS），这些活性氧会攻击细胞膜上的多不饱和脂肪酸 (PUFAs)，引发脂质过氧化，最终导致细胞死亡。而Fer-1能够有效阻断这一过程，就像给细胞的死亡之路设置了一道坚固的屏障。它通过与细胞膜上的特定成分结合，稳定细胞膜结构，减少脂质过氧化产物的生成。在实验中，如出现加入Fer-1后细胞活力恢复、脂质过氧化减少等结果，可说明该研究中存在细胞的铁死亡。

案例详解

上海交通大学的科研人员使用了AbMole提供的Fer-1处理293T、T24、5637等细胞，发现Fer-1可抑制Hedyotis diffusa Willd (HDW) 诱导的细胞死亡，表明HDW可引起上述细胞的铁死亡（图1）。

图 1. HDW、Fer-1和HDW + Fer-1 处理24 h后，用 cck-8 法检测 293T、T24和5637 细胞的存活率[3]。

（2）铁离子螯合剂

DFO（Deferoxamine，去铁胺，AbMole，M5558）是一种铁螯合剂，在铁死亡的抑制中也有独特的作用。铁死亡的关键因素之一是细胞内铁离子的过量积累，这些铁离子参与芬顿反应，产生大量自由基，推动细胞走向死亡。DFO能够与细胞内的铁离子结合，形成稳定的复合物，从而减少细胞内可利用的铁离子数量，进而抑制自由基的产生和铁死亡的发生。特别是在一些涉及铁过载诱导的铁死亡模型中，DFO的加入可以使细胞存活率明显提高。Deferiprone（DFP，去铁酮，AbMole，M2617）则是另一种铁离子螯合剂，对铁离子也具有很好的亲和性，可有效抑制铁死亡。Ciclopirox olamine（CPX，AbMole，M3593）是一种抗真菌剂，同时也是一种铁离子螯合剂和铁死亡抑制剂。

范例详解：

Mol Cell. 2024 Oct 17;84(20):4016-4030.e6.

厦门大学细胞应激生物学国家重点实验室的科研人员为研究H2S对非小细胞肺癌细胞的影响，使用了AbMole的DFO和Fer-1处理H1299和A549等细胞，发现GYY 4137（H2S供体）对上述两种细胞的抑制活性可被DFO、Fer-1等铁死亡抑制剂阻断，且脂质活性氧的水平也有所降低，这些变化没有出现在凋亡和坏死抑制剂处理组中，证实H2S可引起非小细胞肺癌细胞的铁死亡（图2）。

图 2. 通过CCK-8实验和流式细胞术分析检测Fer-1、DFO、ZVAD-FMK、3-MA、VX765 或 Nec1s 对 GYY 4137处理的H1299 和 A549 细胞的活力和脂质过氧化的影响[4]。

（3） ROS清除剂

ROS是铁死亡的主要驱动者，一些具有还原性质的化合物可以帮助细胞应对氧化应激，逃逸铁死亡。例如N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385）是一款经典的ROS清除剂，可有效抑制铁死亡。除此之外，Liproxstatin-1（AbMole，M8531）也可以清除ROS，激活Nrf2通路并恢复GPX4（铁死亡负调控蛋白）的水平；Trolox（AbMole，M7434）则是一种维生素 E 的类似物，具有强大的抗氧化和铁死亡抑制作用。

范例详解：

Acta Pharm Sin B. 2022 May;12(5):2300-2314.

中国中医科学院中药研究所在上述文章中研究了Celastrol（雷公藤红素）在改善肝纤维化中的作用及其分子机制。研究发现，Celastrol通过促进活性氧的产生和诱导铁死亡（ferroptosis）来发挥抗纤维化作用。在实验中，科研人员使用了由AbMole提供的N-乙酰半胱氨酸（NAC，Acetylcysteine，AbMole，M5385）作为铁死亡抑制剂，以验证铁死亡是Celastrol（雷公藤红素）抗纤维化的核心机制。

图 3. Celastrol exerts anti-fibrosis effect by inducing ferroptosis in activated-HSCs[5]

2. 铁死亡激动剂：开启细胞死亡的“加速器”

(1) 靶向GPX4的铁死亡诱导剂

谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）是细胞清除脂质活性氧，中断细胞膜过氧化的关键蛋白。RSL3（AbMole，M9060）是一种小分子化合物，它是铁死亡的典型激动剂。它主要通过干扰胞内GPX4的功能来发挥作用，使得细胞内抗氧化防御系统出现“漏洞”。之后细胞内的脂质过氧化反应就会失控，大量有害的脂质过氧化产物积累，最终导致细胞铁死亡。在实验中，当向细胞培养体系中加入RSL3后，细胞膜完整性遭到破坏，细胞逐渐出现铁死亡的典型特征，如细胞萎缩、线粒体损伤等。RSL3常用于铁死亡的诱导或作为铁死亡研究中的阳性对照。除了RSL3以外，FIN56（AbMole，M6731）、ML162（AbMole，M10587）、ML210（AbMole，M8380）等也是经典的GPX4抑制剂，可引起多种细胞的铁死亡。

范例详解：

首都医科大学的研究者们为研究Nrf 2和铁死亡分别在急性肝衰竭（ACLF）中起到的作用，使用了AbMole的 RSL-3（铁死亡诱导剂） 、ML 385（Nrf 2 抑制剂）、Fer-1（铁死亡抑制剂），发现RSL-3和Fer-1分别通过诱导或抑制铁死亡进而加重或减缓ACLF（图3）[6]。

图4. RSL-3和Fer-1对ACLF小鼠肝脏的影响[6]。

(2) 抑制GSH合成

谷胱甘肽（GSH）在铁死亡中起着关键的保护作用，它既可以清除ROS，也可以作为GPX4的重要辅助因子。Erastin是一种常用的铁死亡激动剂。Erastin通过抑制System Xc⁻来诱导铁死亡。System Xc⁻是一个由SLC7A11和SLC3A2组成的胱氨酸/谷氨酸转运蛋白，负责细胞内胱氨酸的摄取和GSH的合成。Erastin的这种作用机制为研究细胞氨基酸代谢与铁死亡之间的关系提供了一个很好的切入点。Erastin也能够通过抑制Nrf2的活性来降低GSH水平，进而抑制GPX4的活性[7]。L-Buthionine-sulfoximine（AbMole，BSO，M3865）则是一种不可逆的γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶（γ-GCS）抑制剂，通过减少GSH的合成来诱导铁死亡。

范例详解：

Cell metabolism 37(1) (2025) 169-186.e9.

首都医科大学的实验人员为研究 lysophosphatidylcholines（LPC）对铁死亡的调节，及其在阿尔茨海默症（AD）中的作用，使用了AbMole的铁死亡诱导剂Erastin和RSL3，结果表明LPC可抑制两种诱导剂引起的HT22细胞铁死亡（图4）。

图 5. HT22细胞分别经RSL3、LPC、Erastin、Lip-1处理后的细胞活力[8]。

（3）其他

iFSP1（AbMole，M11314）是一种有效的、选择性铁死亡诱导剂，iFSP1通过抑制FSP1（铁死亡抑制蛋白1，也称AIFM2）的抗氧化活性，来诱导铁死亡。青蒿素（Artemisinine）（AbMole，M4382）及其衍生物，如Dihydroartemisinin（双氢青蒿素，AbMole，M4991）、Artesunate（青蒿琥酯，AbMole，M1293）等也也具有铁死亡诱导能力，其化学结构中的过氧桥键在与铁离子发生反应后会断裂并产生大量自由基可以攻击细胞膜。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。

铁死亡的检测方法

1. 细胞活力检测

细胞活力检测是评估铁死亡的重要手段，MTT法、CCK-8法和基于ATP的细胞活力检测法是当下检测细胞活力的主流方法。例如可通过在实验组中额外添加铁死亡抑制剂，观察细活力的变化，如果细胞活力有所恢复，则可说明铁死亡是上述细胞死亡的原因之一。

MTT （AbMole，M7007）的原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性 MTT 还原为蓝紫色结晶甲瓒（Formazan）并沉积在细胞中，而死细胞无此功能。通过加入二甲基亚砜（DMSO）溶解甲瓒，并使用酶标仪测定在特定波长下的吸光度值，即可检测出活细胞的数量。

CCK-8细胞活力检测试剂盒的原理与 MTT 法类似，其核心成分WST-8可被细胞内的脱氢酶还原为水溶性的橙黄色甲瓒产物。该产物生成量与活细胞数量成正比，通过酶标仪测定吸光度值即可反映细胞活力。相较于 MTT 法，CCK-8法灵敏度更高，检测时间有所缩短，步骤较少。此外，AbMole的CCK-8检测试剂盒（AbMole，M4839）还具有无污染、不易挂壁、长期储存不易变色等多种优点。

基于ATP的检测是一种新型的细胞活力测定方法。ATP 是细胞内主要的能量单位，细胞代谢活动越旺盛，ATP生成量越多。该检测方法利用荧光素-荧光素酶系统，荧光素酶在 ATP 存在的情况下，催化荧光素氧化发光，所产生的光信号强度与 ATP 含量呈线性关系，通过检测发光强度即可准确量化细胞内 ATP水平，进而分析细胞活力。AbMole的增强型ATP细胞活力检测试剂盒（AbMole，M55403）具有灵敏度更高，更适合少量细胞检测、更少受试剂氧化还原影响、孵育时间更短等优势，是铁死亡研究的强大工具。

图 6. 增强型ATP细胞活力检测试剂盒的工作原理

除了细胞活力的检测，Calcein-AM/PI活死细胞双染试剂盒（AbMole，M55257）Calcein-AM/PI也是一种研究铁死亡常用的检测工具，通过Calcein-AM和PI对活细胞和死细胞分别进行染色标记，结合荧光显微镜、流式细胞术等检测方法可以有效定性或者量化不同处理组种死亡细胞的比例，再结合其他表征手段确定铁死亡的存在。

范例详解：

Cell Death Dis. 2025 Apr 7;16(1):261.

南昌大学、江西省人民医院研究了SIRT5（Sirtuin 5）在胶质瘤中的作用及其机制。结果表明SIRT5在胶质瘤中通过稳定BCAT1，促进支链氨基酸代谢，从而促进胶质瘤细胞增殖和对铁死亡的耐受性。AbMole的CCK-8试剂盒（AbMole，M4839）被用于评估铁死亡诱导剂对胶质瘤细胞的毒性，以及SIRT5对这种毒性的调节作用。

图 7. The IC50 values of SAS in U251 and U87 cells were determined by CCK8 assay following SIRT5 knockdown or SIRT5 overexpression[9]

2. 铁代谢检测

铁死亡的发生依赖于细胞内铁离子的积累，虽然质谱法可以定量铁离子的水平，但是难以实时观测铁离子的动态变化。因此，荧光法是研究铁死亡过程中铁离子变化的主流方法，其中最常使用的染料是FeRhoNox-1（Fe2+ indicator，AbMole，M21552），其在结合铁离子后会发出橙色荧光（EX/EM = 540/575 nm）。此外，还可以对细胞内的铁蛋白等铁死亡重要靶点进行WB实验以分析其变化。

3. 脂质过氧化检测

脂质过氧化是铁死亡的关键特征，检测脂质过氧化的产物是判断铁死亡发生的重要依据。可用荧光探针检测出脂质过氧化的水平，如ABDP 581/591 C11（AbMole，M29325），该探针在正常脂质环境下呈红色荧光，当发生脂质过氧化时，其荧光颜色会转变为绿色，通过荧光颜色和强度的变化可以直观地检测脂质过氧化的发生和程度。

4-Hydroxynonenal（4-HNE，4-羟基壬烯醛，M14296）也是PUFA过氧化的重要产物之一，4-HNE能够与DNA和蛋白质中的多种亲核位点发生反应，形成各种加合物。酶联免疫吸附法（ELISA）可以定量分析铁死亡过程中产生的4-HNE-蛋白质加合物。此外，蛋白质免疫印迹法（Western blot）和免疫荧光利用4-HNE特异性的抗体，也可以实现对4-HNE蛋白质加合物的量化或定性分析。

范例详解：

中科院电工研究所的科研人员使用了AbMole的ABDP 581/591 C11（AbMoel，M29325）处理TIF（TRPV1-铁蛋白）过表达的HEK293T细胞，以检测磁热造成的细胞氧化应激和脂质过氧化。

图 8. 在 TIF 过表达的 HEK293T 细胞中，AMF 处理期间发生脂质过氧化[10]。

4. ROS检测

如前所述ROS是铁死亡的主要驱动力，因此其水平的变化可间接反映铁死亡的发生。目前ROS的检测方法主要是采用荧光探针法，H2DCFDA（AbMole，M9096）是一种常用的细胞渗透性荧光探针。它本身无荧光，进入细胞后被酯酶水解生成DCFH，DCFH不能通过细胞膜，会积聚在细胞内。细胞内的ROS能够氧化DCFH生成有荧光的DCF（可用FITC通道直接观察），其荧光强度与ROS水平成正比。DHE（Dihydroethidium，二氢乙锭，AbMole，M9696）则是另一种ROS探针，侧重于检测超氧阴离子。

范例详解：

Sci Adv. 2024 Aug 16;10(33):eado7249.

苏州大学第一附属医院的实验人员在上述文章设计了一种磁性水凝胶（FDA-TA），它能通过调节铁代谢来修复组织，特别是在椎间盘退行性变（IVDD）中抑制铁死亡。来自AbMole的H2DCFDA（AbMole，M9096）和JC-1试剂盒（AbMole，M10454），分别被用于检测大鼠椎间盘的髓核细胞（nucleus pulposus cells, NPCs）中ROS和线粒体膜电位的变化。

图 9. JC-1染色后的荧光显微图像和H2DCFDA的流式量化分析[11]

5. GSH检测

GSH是铁死亡过程中的抗氧化剂，GSH在清除ROS以及参与GPX4对脂质过氧化物的还原后会被转化为GSSG，因此GSH是衡量铁死亡的另一个重要标准。Monochlorobimane（AbMole，M55675）是一种荧光染料，可用于测定细胞中GSH（EX/Em = 380/470 nm）。此外，DTNB（AbMole，M11509）可通过 DTNB 与 GSH 反应生成黄色复合物，在412nm处测吸光度可计算 GSH 含量。

6. 形态学观测

生物电镜技术可直接对细胞和线粒体的形态进行观测。线粒体是铁死亡过程中最显著的超微结构变化部位。细胞发生铁死亡时，线粒体会出现收缩变小、膜密度增高，嵴减少甚至消失。此外，细胞膜的完整性可能也会受到破坏，出现空泡化现象。

AbMole是ChemBridge中国区官方指定合作伙伴。

名称·目录号

Deferiprone·M2617

Deferoxamine·M5558

Erastin·M2679

Ferricammoniumcitrate(FAC)·M13544

Ferrostatin-1·M2698

Imidazoleketoneerastin(IKE)·M10244

Liproxstatin-1·M8531

RSL3·M9060

Sorafenib·M3026

Sulfasalazine·M2197

FIN56·M6731

FINO2·M11328

iFSP1·M11314

L-Buthionine-Sulfoximine(BSO)·M3865

ML162·M10587

ML210·M8380

PiperazineErastin·M45069

Seratrodast·M5955

Trolox·M7434

Zileuton·M2332

Calcein-AM/PI活死细胞双染试剂盒·M55257

H2DCFDA·M9096

DTNB·M11509

Dihydroethidium·M9696

CCK-8试剂盒·M4839

ABDP 581/591 C11·M29325

MTT·M7007

增强型ATP细胞活力检测试剂盒·M55403

参考文献及鸣谢

[1] S. J. Dixon, K. M. Lemberg, M. R. Lamprecht, et al., Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death, Cell 149(5) (2012) 1060-72.

[2] T. Cañeque, L. Baron, S. Müller, et al., Activation of lysosomal iron triggers ferroptosis in cancer, Nature (2025).

[3] Kaiping Bai, Yanxi Long, Fei Yuan, et al., Hedyotis diffusa injection modulates the ferroptosis in bladder cancer via CAV1/JUN/VEGFA, International immunopharmacology 147 (2025) 113925.

[4] H. Zheng, H. Chen, Y. Cai, et al., Hydrogen sulfide-mediated persulfidation regulates homocysteine metabolism and enhances ferroptosis in non-small cell lung cancer, Molecular cell 84(20) (2024) 4016-4030.e6.

[5] P. Luo, D. Liu, Q. Zhang, et al., Celastrol induces ferroptosis in activated HSCs to ameliorate hepatic fibrosis via targeting peroxiredoxins and HO-1, Acta pharmaceutica Sinica. B 12(5) (2022) 2300-2314.

[6] J. Wu, R. Xue, M. Wu, et al., Nrf2-Mediated Ferroptosis Inhibition Exerts a Protective Effect on Acute-on-Chronic Liver Failure, Oxidative medicine and cellular longevity 2022 (2022) 4505513.

[7] Y. T. Li, Y. Y. Chen, Y. Xu, et al., [Advances of ferroptosis pathways in acute myeloid leukemia], Zhonghua xue ye xue za zhi = Zhonghua xueyexue zazhi 44(6) (2023) 525-528.

[8] X. Zha, X. Liu, M. Wei, et al., Microbiota-derived lysophosphatidylcholine alleviates Alzheimer's disease pathology via suppressing ferroptosis, Cell metabolism 37(1) (2025) 169-186.e9.

[9] T. Wang, X. H. Han, J. J. Chen, et al., SIRT5-mediated BCAT1 desuccinylation and stabilization leads to ferroptosis insensitivity and promotes cell proliferation in glioma, Cell Death Dis 16(1) (2025) 261.

[10] C. Chen, H. Chen, P. Wang, et al., Ca(2+) Overload Decreased Cellular Viability in Magnetic Hyperthermia without a Macroscopic Temperature Rise, ACS Biomater Sci Eng 10(5) (2024) 2995-3005.

[11] Y. Xu, F. Cai, Y. Zhou, et al., Magnetically attracting hydrogel reshapes iron metabolism for tissue repair, Sci Adv 10(33) (2024) eado7249.