介绍了一篇首都医科大学公共卫生学院毒理学与卫生化学系发表在Redox Biol期刊上的研究，该研究探讨了PM2.5诱导的铁代谢失衡如何通过选择性自噬交互作用触发心脏肥大和铁死亡。文章主要介绍了研究背景、目的、方法、结果和讨论。
空气污染，尤其是PM2.5，被认为是主要的环境健康风险，与心血管疾病风险增加相关。心脏肥大是PM2.5诱导的CVD的主要临床表现之一。研究旨在探索PM2.5诱导心脏肥大的作用机制。
研究团队使用了体内动物实验（C57BL/6J小鼠模型）、体外细胞实验（心肌细胞AC16细胞系），观察PM2.5引起的心脏肥大和铁死亡，验证PM2.5触发铁死亡的作用，并阐明了PM2.5诱导的铁代谢失衡介导细胞自噬（铁自噬和线粒体自噬）的精确机制。
研究发现PM2.5暴露导致心脏肥大和铁死亡特征，PM2.5可能通过铁死亡途径影响心脏功能。研究还表明PM2.5激活了铁蛋白自噬和线粒体自噬，影响调控铁死亡和心脏肥大。MitoQ处理减轻了PM2.5对这些蛋白的影响。
研究解析了PM2.5诱导心脏肥大的具体机制，即铁代谢失衡、铁自噬和线粒体自噬交互导致铁死亡的机制。当细胞质中发生铁过载时，过量的活性铁被线粒体储存，引起氧化还原失衡，最终导致线粒体自噬。线粒体自噬激活后，大量二价铁在细胞质中积累，进一步加剧细胞对铁死亡的敏感性。
研究团队提出基于课题思路的讨论合作邀请，并与Alice联系。
我们介绍了三个科研热点之间的平衡和交互（国自然中的“交互Crosstalk”和“平衡”，做的最多的三个“科研热点串烧”），今天我们介绍一篇首都医科大学公共卫生学院毒理学与卫生化学系、首都医科大学环境毒理学北京重点实验室团队等发表在Redox Biol期刊上的研究PM2.5-induced iron homeostasis imbalance triggers cardiac hypertrophy
through ferroptosis in a selective autophagy crosstalk manner——PM2.5诱导的铁代谢失衡通过选择性自噬交互作用触发心脏肥大和铁死亡：
空气污染，尤其是PM2.5，被认为是主要的环境健康风险，与心血管疾病（CVD）的风险增加相关。心脏肥大是PM2.5诱导的CVD的主要临床表现之一(临床问题)。铁死亡在心脏肥大中扮演重要角色，但PM2.5通过铁死亡诱导心脏肥大的潜在机制尚不清楚（科学问题）。
为了探索PM2.5诱导心脏肥大的作用机制，研究团队首先使用C57BL/6J小鼠观察PM2.5引起的心脏肥大和铁死亡（体内动物实验），随后使用小鼠心肌细胞和人心肌细胞验证了PM2.5触发铁死亡的作用（体外细胞实验）；进而使用时间梯度暴露模型和稳定的NCOA4（铁自噬关键蛋白）敲低AC16细胞系，阐明PM2.5诱导的铁代谢失衡介导细胞自噬（铁自噬和线粒体自噬）交互的精确机制（具体机制：铁代谢失衡、铁自噬和线粒体自噬的交互）；此外还评估了MitoQ（靶向线粒体的抗氧化剂）对PM2.5引起的心脏毒性的干预效果。
研究关注的问题是环境污染物PM2.5诱导心脏肥大这一临床问题背后的作用机制，研究的切入点是铁死亡现象的发现，而铁自噬、铁代谢失衡、线粒体自噬交互导致铁死亡的机制为：铁蛋白在被NCOA4特异性识别后，被运输到溶酶体进行降解（铁自噬），从铁蛋白释放的Fe2+积累通过芬顿反应触发铁死亡；当细胞质中发生铁过载时，过量的活性铁被线粒体铁蛋白（FTMT）储存以维持铁代谢平衡，在铁代谢失衡后，活性铁积累到线粒体中引起氧化还原失衡，最终导致线粒体自噬；线粒体自噬激活后，大量的二价铁被释放并进一步在细胞质中积累，进一步加剧了细胞对铁死亡的敏感性。
首先为了探究PM2.5对心脏功能和铁死亡的影响，研究团队对C57BL/6J小鼠模型进行PM2.5暴露实验，并检测了心脏超声、组织病理学和铁死亡生物标志物等指标，结果发现PM2.5暴露导致心脏肥大和铁死亡特征，说明PM2.5可能通过铁死亡途径影响心脏功能。考虑到铁代谢与细胞自噬在细胞铁死亡中的作用，研究团队检测了铁代谢与细胞自噬关键蛋白（NCOA4、FTH1、PINK1和Parkin等）的表达，结果发现PM2.5激活了铁蛋白自噬和线粒体自噬，说明PM2.5可能通过激活铁自噬和线粒体自噬影响调控铁死亡和心脏肥大；而MitoQ处理则减轻了PM2.5对这些蛋白的影响：
上面是在体动物实验，接下来就是体外细胞实验：首先研究团队将心肌细胞AC16细胞暴露于不同浓度梯度的PM2.5，并检测铁离子水平和线粒体功能，结果发现PM2.5诱导了铁死亡和线粒体功能障碍；进而通过MitoQ处理，结果发现MitoQ减轻了PM2.5诱导的细胞毒性和铁离子积累，结果说明PM2.5对心肌细胞铁死亡与铁代谢和线粒体功能障碍有关：
进而研究团队在暴露于PM2.5的AC16细胞中检测了铁蛋白自噬和线粒体自噬相关蛋白的表达，结果发现PM2.5诱导铁自噬和线粒体自噬相关蛋白表达变化；接下来研究团队在PM2.5暴露时间梯度模型中，发现PM2.5诱导了铁离子与自噬相关蛋白的共定位，表明铁代谢失衡介导自噬过程：
最后，研究团队关注铁代谢关键蛋白NCOA4在PM2.5诱导心肌细胞铁死亡中的关键作用，因此构建了NCOA4敲低的AC16细胞系并将其暴露于PM2.5，结果发现NCOA4敲低后减轻PM2.5诱导的铁代谢失衡和铁死亡，说明NCOA4在PM2.5诱导的铁死亡中发挥关键作用。
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