铁死亡研究要检测哪些指标？

2025年，铁死亡（Ferroptosis）继续稳居国自然基金“热搜榜”。想把这种细胞死亡机制写进标书，却对它的检测指标一头雾水？别急，我们帮你一次理清铁死亡究竟要测什么？让课题设计不再迷路。

1、亚铁离子检测

作为铁死亡的典型标志之一，细胞内铁的积累（尤其是亚铁离子的蓄积）可特异性增强氧化应激反应。在探究氧化应激介导视网膜色素上皮（RPE）变性的潜在机制时，研究团队借助亚铁离子特异性探针 FerroOrange 开展细胞染色实验。结果显示：经 NaIO₃和 Erastin 处理的 RPE 细胞，其内部亚铁离子含量显著升高，提示该处理可诱导细胞发生铁死亡；而若先用 Fer-1 或 DFO 对细胞进行预孵育，则能显著减少亚铁离子的积累（具体结果见图）。该研究证实，铁死亡在氧化应激介导的 RPE 变性过程中扮演关键角色，是其主要病理机制。

2、ROS检测

活性氧（ROS）与脂质活性氧（脂质 ROS）是铁死亡发生发展的关键调控因子。据文献报道，超氧化物歧化酶（SOD）含量或活性的提升，可显著降低体内活性氧（ROS）的水平。在铁死亡相关的细胞病理过程中，一方面，细胞内铁的蓄积会抑制抗氧化系统功能；另一方面，这些积累的铁可通过 Fenton 反应直接诱导产生大量 ROS，导致细胞氧化损伤程度加重。正因 ROS 与铁死亡的紧密关联，ROS 检测也成为研究中常用的核心方法。

3、脂质过氧化物

检测铁死亡相关的脂质过氧化时，除监测 ROS 外，还可通过观察谷胱甘肽（GSH）合成的变化，以及脂质过氧化物（如 MDA、LPO）水平的波动来判断 —— 这些指标从不同维度反映脂质过氧化进程，是铁死亡研究中的重要检测靶点。

为探究遗传性血色素沉着症（HH，一种铁超负荷疾病）与铁死亡的关系，明确铁死亡在 HH 相关肝损伤中的作用，研究团队以铁死亡抑制剂 Fer-1，对两种 HH 相关小鼠模型（Hjv–/–小鼠，经典 HH 模型；Smad4 Alb/Alb 小鼠，HH 样模型）进行了三周治疗。如图上图所示，与对照组相比，Fer-1 处理组小鼠的肝脏 MDA 水平显著降低、NADPH 水平显著升高；同时，Fer-1 还可降低小鼠血清 ALT 水平，并减少肝脏胶原蛋白沉积。这些结果共同证实，铁超载会诱导 HH 模型小鼠发生铁死亡，进而参与肝损伤过程。

4、谷胱甘肽代谢

《DJ-1 suppresses ferroptosis through preserving the activity of S-adenosyl homocysteine hydrolase》一文围绕 DJ-1 如何负调节铁死亡展开机制研究。研究中观察到：采用 RNA 干扰抑制 DJ-1 表达时，可与 Erastin 产生协同效应，共同抑制细胞内 GSH 水平（相关结果如图 A 所示）；而当额外加入外源性 GSH 或 NAC 后，Erastin 所诱导的脂质 ROS 积累（图 B）和细胞死亡（图 C）现象均得到逆转。由此，作者提出推测 ——DJ-1 或许通过调控 GSH 的合成，来实现对铁死亡的抑制。

5、常见细胞表型检测

由于铁死亡会直接导致细胞死亡，因此在该领域研究中，“检测细胞活力” 是普遍采用的基础手段；同时，为更全面验证铁死亡，还会通过染色观察细胞膜通透性，或通过显微观察分析线粒体形态等特征。

以《Identification of Frataxin as a regulator of ferroptosis》一文为例，作者为明确 “抑制 Frataxin（FXN）是否促进铁死亡”，设计实验如下：用 Erastin 共同处理 FXN 敲低细胞与对照细胞，12 小时后以 CCK8 法检测细胞活力，结果表明 —— 抑制 FXN 表达能显著强化 Erastin 诱导的细胞死亡。此外，碘化丙啶（PI）与 CFDA-SE 的染色结果，以及透射电镜下观察到的线粒体碎裂、空泡化、嵴增大等现象，均从不同层面印证：FXN 耗竭可与 Erastin 协同，诱导细胞发生铁死亡。

6、铁死亡相关蛋白

通过一些检测技术可分析 PTGS2、NOX1、FTH1、COX2、GPX4、ACSL4 等关键蛋白的表达情况，进而辅助铁死亡的鉴定。具体而言，在细胞发生铁死亡的过程中，COX2、ACSL4、PTGS2、NOX1 的表达会出现明显上调，而 GPX4 与 FTH1 的表达则会显著下调，这种差异化的表达模式为铁死亡的分子层面判定提供了明确依据。