今天讲的这篇铁死亡的文章有点意思，差不多就是用臭鸡蛋来刺激铁死亡（铁死亡想必大家都特别熟悉了，也就是通过铁离子产生的芬顿反应，导致脂质ROS增多，而胱氨酸通过合成GSH，可以抑制铁死亡，不熟悉的话，可以回去翻翻《信号通路是什么鬼？》系列）。这篇文章是厦门大学的博士，发表在14.5分的Cell子刊Mol Cell上的文章。这篇文章的机制其实并不复杂，但推理的过程倒是挺有意思，他们发现H2S（硫化氢）可以通过抑制Hcy（同型半胱氨酸）代谢，提高肿瘤细胞在缺乏胱氨酸的条件下，铁死亡的敏感性：
这里他们肯定不能直接在培养基里加臭鸡蛋，而是使用了H2S的供体GYY4137，他们在肿瘤细胞培养的过程中，使用了两种培养基，一种是完全培养基，另一种是胱氨酸缺陷培养基。他们发现在这两种培养基中，加入GYY4137后，完全培养基并没有产生什么变化，而胱氨酸缺陷的培养基中脂质ROS导致的细胞死亡增多。为此他们也分析了脂质过氧化的积累和蛋白质标志物的变化，这里他们做了HO-1、ACSL4、COX2和GPX4（这几个是铁死亡相关的蛋白标志，这个看过《信号通路是什么鬼？》系列熟悉铁死亡的同学，应该都清楚，但4-HNE则是脂质ROS的代谢标志，这个在《信号通路是什么鬼？》系列中铁死亡的检测方法中也讲过）。结果发现H2S的确促进了NSCLC（非小细胞肺癌）细胞的铁死亡：
那么H2S是如何造成细胞铁死亡敏感的呢？于是他们进行了代谢组学的分析（其实这里他们就已经进行了假设的迭代，不能一直纠结在铁死亡的途径上，肯定是由于存在H2S影响的某种途径，导致了铁死亡产生了变化，而H2S作为一个化合物，能影响的代谢途径的概率更高，于是假设就迭代成了H2S对代谢途径的影响，不清楚假设迭代的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》和《列文虎克读文献》），结果发现加入GYY4137与对照组之间差异的代谢产物，主要富集在与铁死亡相关的半胱氨酸和Met代谢途径上。GYY4137处理，会显着降低GSH（谷胱甘肽）和半胱氨酸的水平。为了确定H2S在转硫途径上，具体是什么位置影响了GSH的含量，他们又分别分析了几个关键节点的代谢产物， Met（甲硫氨酸）、SAM（S-腺苷甲硫氨酸） 、SAH（S-腺苷同型半胱氨酸）和Hcy的水平。结果发现H2S主要抑制调控的，是转硫途径介导的Hcy合成：
那么H2S既然能影响Hcy的合成，那应该会通过Hcy合成途径上的蛋白来实现。而H2S又可以通过S-sulfhydration（过硫化）来调节蛋白质的活性。于是他们就又进一步假设迭代成了，假设H2S可以通过过硫化某个Hcy合成过程中的关键蛋白，来影响Hcy的合成。于是他们使用了HPDP（吡啶基二硫醇）-生物素开关法，来亲和结合带有过硫化修饰的蛋白，然后分析蛋白序列，结果发现SAHH很可能是H2S的靶标。SAHH是合成Hcy的关键基因，但在这里他们在证明的过程中，直接敲减了SAHH，以此证明SAHH对于铁死亡敏感的意义：
既然H2S能对SAHH进行过硫化修饰，那么具体的过硫化修饰的位点就比较的关键了。通过质谱，他们发现SAHH的第195位半胱氨酸，就是H2S对SAHH过硫化的位点。然后通过对SAHH的195位半胱氨酸突变，他们分析了H2S对细胞活性的影响（之前直接敲减SAHH，并没有将H2S的功能归因，也就是说之前的证明并不能说明是H2S通过SAHH诱发的铁死亡，会存在肯定后件的逻辑谬误，不清楚肯定后件的话，可以去看看《科研的推理和逻辑：从实验台到咖啡桌》、《列文虎克读文献》和《信号通路是什么鬼？》系列；但这里他们分析了H2S对于SAHH的过硫化位点，并进行了突变，而突变后对于细胞的死亡表型进行了分析，这里就是比较严谨的论证了）：
接着，他们又进行了H2S通过诱导铁死亡敏感，进行了体内的抗肿瘤研究：
最后，他们分析了SAHH对于肿瘤预后的影响。这里大家应该能理解，H2S是通过对SAHH的过硫化，抑制SAHH的酶活性，降低了Hcy的合成，从而促进了肿瘤细胞的铁死亡。而SAHH的活性如果增强，则Hcy的含量增加，对于肿瘤细胞的铁死亡则又产生了抵抗的能力。所以他们要分析SAHH对于肿瘤预后的影响，结果发现SAHH的高表达，与LUAD（肺腺癌）的不良结局相关：
然后，他们形成了这样的示意图，H2S可以通过对SAHH的195位半胱氨酸过硫化，降低SAHH的酶活，抑制Hcy合成。在这个基础上，降低培养基中胱氨酸的含量，可以使得细胞内胱氨酸/半胱氨酸含量降低，抑制GSH产生，直接导致肿瘤细胞的铁死亡敏感（图上直接使用了Erastin，抑制SLC7A11向细胞内泵入胱氨酸，这个是铁死亡经典的激活剂了，在《信号通路是什么鬼？》系列铁死亡那几章中也介绍过）：
这篇文章，思路十分清晰，研究的推进也很能体现科研活动中假设迭代和推理的过程，这已经比很多同类型的文章要优秀了。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话可以看看原文，祝你们心明眼亮。
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