一文快速区分细胞自噬、铁死亡、凋亡、坏死、焦亡

作者：南京福麦斯生物发布时间：2024-09-14

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细胞的死亡方式有很多种，按照是否能调控分为2种。

意外性细胞死亡（ACD）：指的是不能加以调控的死亡方式，由意外的伤害刺激触发，这些伤害刺激超出了细胞的可调节能力，从而导致细胞死亡的发生。

意外性细胞死亡（ACD）包括：细胞坏死（Necrosis）

调节性细胞死亡（Regulated cell death, RCD）：是可以加以调控的死亡方式，调控的方式有（诱发、加速、抑制、阻断），如细胞凋亡，细胞自噬，细胞焦亡，细胞焦亡等。

调节性细胞死亡（RCD）包括但不限于：

细胞凋亡（Apoptosis）
自噬（Autophagy）
坏死性凋亡（Necroptosis）
细胞焦亡（Pyroptosis）
铁死亡（Ferroptosis）
铜死亡（cuproptosis）
程序性细胞死亡 (PCD)
溶酶体细胞死亡（LCD）
氧死亡（Oxeiptosis）
炎症性程序细胞死亡（PANoptosis）
内吞细胞死亡（Entotic cell death）
Netotic cell death（网状细胞死亡）
细胞内碱化死亡（Alkaliptosis）
PARP-1依赖性细胞死亡（Parthanatos）

不同的细胞死亡方式有其特异的生化特征，形态特征、核心靶点基因、调控路径等。

本文总结了细胞铁死亡、凋亡、自噬、坏死、焦亡5种死亡方式的特异区别，帮你从多个维度快速认识以及区分不同的细胞死亡方式！

1、生化特征

铁死亡：抑制 xCT，降低 GSH，抑制 GPX4；铁积累和脂质过氧化

凋亡：caspases 寡核小体 DNA 片段的激活

自噬：溶酶体活性增加

坏死：ATP 水平下降；RIP1、RIP3 和 MLK 的激活

焦亡：依赖或非依赖于 caspase-1 活化，GSDMD 切割和促炎细胞因子的释放

2、形态学特征

铁死亡：线粒体变小，线粒体嵴减少或消失，以及线粒体外膜破裂

凋亡：质膜起泡，细胞和核体积减少，核碎裂

自噬：双膜结构自噬溶酶体的形成

坏死：质膜破裂，细胞器肿胀，染色质适度凝结

焦亡：核复缩，细胞肿胀和细胞膜出现孔洞，细胞塌陷破裂

3、核心调控基因

铁死亡：正向：VDAC2/3, Ras, NOX, TFR1, p53, CARS; 负向：GPX4, SLC7A11, HSPB1, NRF2.

凋亡：正向：p53, Bax, Bak, Other pro-apoptotic, Bcl-2 family proteins; 负向：Bcl-2, Bcl-XL, Other anti-apoptotic, Bcl-2 family proteins.

自噬：正向：LC3, ATG5, ATG7, Beclin 1, Other ATG family proteins.

坏死：正向：RIP1, RIP3, MLK L.

焦亡：正向：CASP1, CASP11, GSDMD; 负向：GPX4；ESCRT-III；PKA

4、调节路径

铁死亡：xCT 和Gpx4、MVA、HSF1-HSPB1、p62-Keap1-Nrf2 通路、LSH 信号通路

凋亡：死亡受体、线粒体、内质网通路 Csapase、P53、Bcl-2 介导的信号通路

自噬：PI3K-AKT-mTOR，MAPK-ERK1/2-mTOR 信号通路

坏死：TNFα、TNFR1、TLR3、trail、FasL、ROS、PKC-MAPK-AP-1 介导的信号通路

焦亡：Caspase-1，NLRP3 介导的信号通路

5、释放损伤相关分子

铁死亡：HMGB1

凋亡：Ecto-CRT, HMGB1,and ATP

自噬：HMGB-1

坏死：DNA and IL-6

焦亡：HMGB1, ATP, IL-1β, and IL-18

6、免疫特征

铁死亡：促炎

凋亡：主要是抗炎

自噬：主要是抗炎

坏死：多数促炎

焦亡：促炎

7、诱导剂

铁死亡：Erastin, DPI2, BSO, SAS,lanperisone, SRS, RSL3, DPI7, DPI10, FIN56, sorafenib, artemisinin

凋亡：FASL, DCC, UNC5B

自噬：Rapamycin, lithium, sodium, valproate, carbamazepine, C2-ceramide

坏死：TNFa, zVAD-fmk, PAMPS

焦亡：ZnO—NPs, Ivermectin

8、抑制剂

铁死亡：Desferoxamine, vitamin E,U0126, ferrostatin-1, SRS, CA-1, cycloheximide, aminooxyacetic acid Liproxstatin-1 HCl

凋亡：XIAP, c-IAP1, c-IAP2, ILP-2, ML-IAP/livin, NAIP, Z-VADFMK

自噬：3-MA, LY294002, wortmannin, PIK-III, compound 31, SAR 405, Vps34- In1, MRT68921,Spautin-1, Bafilomycin A1, hydrochloroquin

坏死：Nec-1, NSA, Kongensin-A

焦亡：Necrosulfonami-de

9、检测方法

铁死亡：形态学检测（电镜检测）、细胞内活性氧和脂质活性氧检测（通过流式细胞术使用H2DCFDA、C11-BODIPY 和Liperfluo检测）、铁离子水平检测（比色法和荧光法）、细胞活性检测（MTT/CCK8、Tunel、流式）、线粒体膜电位检测（最常用的探针是JC-1和JC-10）、分子水平检测（WB、QPCR等检测相关因子变化，如system xc（SLC7A11和SLC3A2），GPX4等）。

凋亡：形态学检测（电镜检测）、细胞膜表面磷酯酰丝氨酸检测（流式检测）、细胞核染色、线粒体膜电位检测、分子水平检测（WB、IHC、IF、QPCR等检测相关因子变化，如caspase3\BCL2\BAX等）、DNA片段化检测（核酸电泳）、DNA片段原位检测（Tunel）。

自噬：形态学检测（电镜检测）、双荧光穿梭质粒系统检测、单荧光质粒系统检测（GFP-LC3指示技术）、分子水平检测（WB、IHC、IF等检测相关因子变化，如LC3. ATG family, p62(SQSTM1), Beclin 1, ULK1等）

坏死：形态学观察（电镜检测）、免疫荧光或流式方法（PI或7-AAD染色，因为PI、7-AAD可以与DNA结合，如果细胞膜破裂，染料就可以进入细胞内，从而发荧光。）

焦亡：形态学检测（电镜检测）；细胞活性检测（MTT/CCK8、Tunel、流式）；分子水平检测（WB、IHC、IF、QPCR等检测相关因子变化，如NLRP3、ASC、Pro-caspase-1、Cleaved-caspase-1、Pro-IL-1β、Cleaved-IL-1β、Pro-IL-18等）、ELISA。

不同细胞死亡方式的区别已经帮大家整理到一张表格上啦，有需要的可以保存。可以保存的图片不清晰，可以在福麦斯生物公众号，回复“细胞死亡”下载高清版图片。