外泌體與鐵死亡抵抗

    鐵死亡，作為鐵依賴的脂質(zhì)活性氧累積引發(fā)的一種程序性死亡方式，這種死亡方式廣泛存在于多種病理狀態(tài)，各類細(xì)胞抵抗鐵死亡的能力也有所差別。一篇發(fā)表在Developmental Cell上面的文章為大家?guī)砹髓F死亡抵抗的新思路，外泌體和鐵死亡的故事正在上演。

文章思路：

結(jié) 果：
1. Prominin2是一種鐵死亡應(yīng)激反應(yīng)蛋白
    細(xì)胞從細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）中脫離是一種促鐵死亡應(yīng)激。比較附著和ECM分離的MCF10A永生乳腺上皮細(xì)胞中mRNA表達(dá)，發(fā)現(xiàn)ECM分離的MCF10A細(xì)胞中prominin2迅速上調(diào)，在分離的Hs578t乳腺癌細(xì)胞也有PROM2增加。在MCF10A和Hs578t細(xì)胞中沉默prominin2均導(dǎo)致在ECM分離條件下喪失生存能力，鐵死亡抑制劑的處理能挽救細(xì)胞活力，泛caspase抑制劑沒有此效應(yīng)。MCF10A和Hs578t細(xì)胞用GPX4抑制劑RSL3處理后prominin2表達(dá)升高，另一種乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231細(xì)胞無此效應(yīng)。MCF10A和Hs578t細(xì)胞對誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的RSL3的耐藥濃度高達(dá)2.5 mM，而低至0.5 mM的RSL3濃度即能殺死MDA-MB-231細(xì)胞。

2. prominin2增加鐵死亡抵抗
    GPX4抑制劑RSL3和ML210、間接GPX4抑制劑FIN56、GSH消耗劑erastin， MCF10A細(xì)胞對這些化合物的抵抗力比Hs578t細(xì)胞強(qiáng)，沉默prominin2敏感性增加。鐵蛋白抑制素1可拯救prominin2缺失的細(xì)胞的活力喪失，表明對prominin2缺失細(xì)胞的高敏感性不是由另一種誘導(dǎo)細(xì)胞死亡模式引起的。MDA-MB-231細(xì)胞過表達(dá)prominin2可抑制RSL3，ML210，F(xiàn)IN56和Estin引起的細(xì)胞死亡。

3.Prominin2促進(jìn)多囊泡和外泌體的形成
    Prominin2響應(yīng)RSL3對GPX4的抑制而定位在離散的細(xì)胞質(zhì)中，GPX4抑制后觀察到prominin2和TSG101（多囊泡MVB的標(biāo)記物），這種共定位在核周區(qū)域中最為突出。經(jīng)RSL3處理的MCF10A細(xì)胞含有更多的MVB，在prominin2沉默的細(xì)胞中沒有觀察到這種作用。在Prominin2缺失的MCF10A和Hs578t細(xì)胞中顯示TSG101陽性細(xì)胞減少，MDA-MB-231中外源性prominin2表達(dá)增加了TSG101陽性數(shù)量，鐵死亡敏感性降低。TSG101表達(dá)的減少增加了MCF10A和Hs578t細(xì)胞對RSL3誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡的敏感性，ferrostatin-1可挽救這一死亡。這些數(shù)據(jù)表明GPX4抑制刺激prominin2的表達(dá)和prominin2依賴性MVB的形成，促進(jìn)鐵死亡抗性。
    MVB可以與質(zhì)膜融合并釋放ILV如外泌體，在RSL3處理細(xì)胞中觀察到MVB中的ILV與外泌體的大小一致。經(jīng)RSL3處理的細(xì)胞存在大量的外泌體蛋白，表明GPX4抑制增加外泌體形成。這些外泌體包含prominin2，CD63和TSG101，表明它們是由prominin2依賴性MVB形成所產(chǎn)生的。抑制外泌體釋放增加了MCF10A和Hs578t細(xì)胞對RSL3的敏感性，但不影響敲低prominin2的細(xì)胞的活力。

4.MVB /外泌體鐵運(yùn)輸促進(jìn)鐵死亡抵抗
    在RSL3處理過的MCF10A和Hs578t細(xì)胞中觀察到鐵蛋白與prominin2共定位，這些細(xì)胞中的外泌體中含有鐵蛋白。RSL3處理MDA-MB-231，鐵蛋白表達(dá)不增加，過表達(dá)prominin2的細(xì)胞鐵蛋白增加。MCF10A和Hs578t細(xì)胞中敲低鐵蛋白重鏈（FTH1）和輕鏈（FTL）增加了GPX4抑制所觸發(fā)的細(xì)胞死亡，這一死亡可由鐵制抑素1或鐵螯合劑去鐵胺（DFO）修復(fù)。對照和RSL3處理的MCF10A和Hs578t細(xì)胞的游離鐵濃度無明顯差異，但當(dāng)敲除prominin2或FTH1和FTL后游離鐵濃度增加，Prominin2過表達(dá)防止RSL3反應(yīng)性鐵離子濃度的增加。降低TSG101表達(dá)阻滯MVB途徑增加細(xì)胞內(nèi)鐵濃度。這些結(jié)果表明阻塞MVB /外泌體介導(dǎo)的鐵蛋白輸出導(dǎo)致GPX4抑制后細(xì)胞內(nèi)鐵含量積累。

5.ECM分離的細(xì)胞通過Prominin2介導(dǎo)的MVB/外泌體形成抵抗鐵死亡
    ECM分離的prominin2敲低的MCF10A和Hs578t細(xì)胞的鐵死亡可被鐵螯合劑去鐵胺修復(fù)，鐵輸出缺陷促進(jìn)細(xì)胞死亡。ECM分離增加了prominin2細(xì)胞的游離鐵濃度，ECM脫離增加MVB，并且這種增加取決于prominin2。MVB與質(zhì)膜融合表明有外泌體釋放， ECM分離的MCF10A和Hs578t細(xì)胞中有明顯的prominin2和TSG101的共定位。這些表明生理的鐵死亡應(yīng)激可被prominin2/MVB鐵輸出途徑所規(guī)避。