外泌体介导的铁离子转运调节铁真人投注平台抗性
栏目:最新研究动态 发布时间:2020-02-24
铁真人投注平台是新发现的一种程序性细胞真人投注平台方式。它是2012年研究人员通过筛选发现小分子化合物erastin介导的一种特殊细胞真人投注平台方式......

研究背景:
  铁真人投注平台是新发现的一种程序性细胞真人投注平台方式。它是2012年研究人员通过筛选发现小分子化合物erastin介导的一种特殊细胞真人投注平台方式。它的基本特征包括脂质活性氧聚集和依赖于铁。在细胞形态和分子机制上,铁真人投注平台与细胞凋亡有显著区别。铁真人投注平台发生时,线粒体发生皱缩、膜密度增加和膜完整性收到破坏。铁螯合剂能抑制铁真人投注平台,而其他凋亡、自噬相关抑制剂无法抑制铁真人投注平台。在病理性的细胞损伤和癌症中,铁真人投注平台都扮演了重要的角色。
  铁真人投注平台中的很多分子机制尚未明确,不同细胞间的铁真人投注平台抗性为何不同也存在巨大疑问。在近期发表于Development Cell上的Prominin2 Drives Ferroptosis Resistance by Stimulating Iron Export [1]一文为这些问题提供了新的答案。
当上皮细胞,即那些在体腔表面排列的上皮细胞,脱离被称为细胞外基质(ECM)的支架状蛋白的网状结构时,就会引起细胞真人投注平台。在之前的研究中,该文作者发现了细胞外基质去除(ECM detachment)后会促进铁真人投注平台的发生[2]。但在该条件下,仍有细胞能够存活。于是作者通过RNA-seq找到了ECM detachment条件下表达显著上调的Prominin2(PROM2)(图1A)。并提出猜想:PROM2与铁真人投注平台抵抗相关。
本文技术路线:

  作者首先证明了铁真人投注平台诱导了PROM2的表达,结果如图1所示。在乳腺癌细胞系MCF10A和Hs578t中,GPX4共价结合抑制剂RSL3处理能显著上调PROM2的表达(图1D)。同时,铁真人投注平台抑制剂ferrostatin-1的处理能显著回复干扰PROM2后的ECM detachment细胞真人投注平台增多(图1C)。

                                              图1 Prominin2是铁真人投注平台响应蛋白

  接下来作者检测了PROM2是否影响铁真人投注平台。在MCF10A和Hs578t细胞中使用不同类型的铁真人投注平台激活剂处理后,敲低PROM2能显著增加细胞的铁真人投注平台敏感性(图2A-B)。而过表达PROM2则有相反的效果(图2D)。

                                               图2 Prominin2能提升铁真人投注平台抵抗能力

  在发现这些表型后,作者开始探究PROM2调节铁真人投注平台的分子机制。免疫荧光检测铁真人投注平台过程中PROM2的细胞定位结果显示:PROM2与multivesicular bodies (MVBs)分子标志TSG101共定位。干扰PROM2后,MVBs的形成收到阻碍(图3D-E)。同时,作者也证实了MVBs的形成是细胞逃逸铁真人投注平台所必须的。

                                      图3 在抑制GPX4诱导铁真人投注平台的情况下,Prominin2促进MVBs的形成
  作者猜想该过程中MVBs转运了某种促进铁真人投注平台的因子至细胞外从而促进了铁真人投注平台抵抗。同时前人报道了铁储存蛋白ferritin能通过外泌体转分泌到细胞外[3]。因此作者提出了外泌体转运ferritin至胞外抑制铁真人投注平台的假说。实验结果表明,RSL3处理激活铁真人投注平台后,阻断PROM2或ferritin能显著提升细胞内自由铁离子浓度(图4A-B)。

                                       图4 Prominin2和Ferritin调节抑制GPX4后的细胞内自由铁离子浓度

参考文献:
1.Brown, C.W., et al., Prominin2 Drives Ferroptosis Resistance by Stimulating Iron Export. Dev Cell, 2019.
2.Brown, C.W., J.J. Amante, and A.M. Mercurio, Cell clustering mediated by the adhesion protein PVRL4 is necessary for alpha6beta4 integrin-promoted ferroptosis resistance in matrix-detached cells. J Biol Chem, 2018. 293(33): p. 12741-12748.
3.Truman-Rosentsvit, M., et al., Ferritin is secreted via 2 distinct nonclassical vesicular pathways. Blood, 2018. 131(3): p. 342-352.

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