本文選自cell biology 2014年，說了一個內質網應激可以誘發鐵死亡。話說內質網應激不是誘發焦亡嗎？
摘要：反轉運系統xc將細胞外的胱氨酸交換爲細胞內的穀氨酸，這與許多病理現象有關。長期以來，人們一直在尋找高效抑制系統xc活性的藥物，但一直難以找到。在這項研究中，我們報告了小分子erastin是一種有效的、選擇性的xc系統抑制劑。RNA測序顯示胱氨酸-穀氨酸交換的抑制導致ER應激反應的激活和CHAC1的上調，爲系統xc抑制提供了藥效學標記。我們還發現，臨牀批准的抗癌藥物索拉非尼，而不是其他激酶抑制劑，抑制系統xc功能，並可引發er應激和鐵死亡。在對醫院記錄和不良事件報告的分析中，我們發現與用其他激酶抑制藥物治療的患者相比，用索拉非尼治療的患者表現出獨特的代謝和表型改變。最後，利用遺傳學方法，我們發現了在抗鐵死亡細胞中顯著上調的新基因。
首先作者看了不同條件下誘導鐵死亡的表現，並應用鐵死亡抑制劑觀察鐵死亡誘導後的細胞生長情況。其中β-ME通過XCT發揮作用，但是,erastin通過XCT發揮作用，不能阻斷RSL3發揮作用.(以上實驗也是爲了說明鐵死亡誘導不是在特定條件下存在的而是獨立於實驗條件的）也是隻是爲了說明erastin的靶點？？（以前的文章早就介紹了啊）
接下來就是蜜汁操作，首先要搞懂一個問題就是XCT轉運體(SLC7A11 + SLC3A2)有什麼亞基以及與XCT功能緊密相關另外一個轉運體系統-L(SLC7A5 + SLC3A2)介導的Phe攝取。作者又用了一種erastin的類似物A8作爲對照試驗進行研究erastin對於xct的作用，對於敲除slc7A11觀察到類似於ERASTIN的結果，但是敲除SLC7A5並沒有，只有erastin和SAS抑制穀氨酸釋放，而不出所料，RSL3、青蒿琥酯和PEITC沒有；雖然青蒿琥酯和PEITC誘導鐵依賴性細胞死亡，但兩者都不抑制xct,以SLC7A11作爲靶點的SAS臨牀結果令人失望，但是特異性抑制XCT的erastin的效果是SAS的好幾倍，可能erastin比SAS更適合作爲SLC7A11的抑制劑爲基礎開發應用於臨牀的藥物。
緊接着作爲走向了藥物 研究及研發的道路，作者以erastin爲藍本設計了19種類似物，爲了評估在每種情況下致死性是否涉及xct和誘導鐵死亡，而不是誘導另一種形式的死亡，進行了β-ME實驗。結果發現結構D對於erastin發揮功能具有增敏作用，結構E發揮了鈍化作用。（這可以用來作爲藥物本身的analog了。）
作者又緊着看了看erastin致死的機制，爲什麼抑制XCT後細胞會死亡，作者假設是由於抑制XCT後細胞內胱氨酸（最終是半胱氨酸）耗竭引起的，添加β-ME後應該可以逆轉這個過程。因此，作者做了RNA-seq（DMSO、erastin (10 M)、β-ME (18 M)或erastin + β-ME處理5小時的HT -1080細胞中獲得的）。爲了支持這一假設，erastin誘導的所有33個上調基因(Mann-Whitney檢驗，p<0.0001)和4個下調基因的表達變化通過與β-ME共同處理而逆轉。雖然，鐵死亡誘導以及挽救後的變化可以在mRNA水平檢測到，但是，這裏並不能說明半胱氨酸什麼問題，作者筆鋒一轉，綜上所述，這些基因變化是由於細胞內半胱氨酸耗竭所致，換句話說就是erastin抑制XCT，XCT促進胱氨酸轉運，所以erastin是通過耗竭細胞內的胱氨酸發揮功能的。？？？？？爲什麼不直接補充細胞內胱氨酸呢？或者直接耗竭細胞內的胱氨酸是否和erastin誘導的mRNA改變一致也行啊。這個說理的套路真是讓人摸不着頭腦。
可能，接下來纔是作者要關心的重點————內質網應激。erastin上調的一些基因與內質網應激反應途徑的eIF2α-ATF 4分支的激活有關，在作者的測序中也有富集，並且以往的研究表明內質網應激也是通過氨基酸耗竭而上調的，這和作者前面的結論相符。作者進一步找了能夠評價erastin藥效學的標誌，通過對RNA測序結果，作者發現了CHAC1這個東西，並且這個基因是ATF4的下游，然後作者又檢測了這個基因在鐵死亡誘導下的表達情況。作者又進一步證明了這個基因的上調是不是XCT抑制所特有的，結果表明CHAC1的上調可以特異性地指示抑制系統xc功能的藥物與通過其他方式觸發氧化還原應激的藥物。作者在不同的腫瘤細胞系內進行驗證，表明在erastin誘導下CHAC1升高是具有普遍性的。
作者進一步評估了藥物臨牀轉化的意義。抑制系統xc活性和/或谷胱甘肽耗竭可能有助於與其他療法聯合使用，以選擇性靶向特定腫瘤類型或使其對其他藥物敏感，觀察到試驗化合物的調節效應(Me)值聚集在零附近（死亡增強）。作者發現索拉菲尼具有erastin誘導鐵死亡協同效應。
接下來，作者想要了解一下索拉菲尼這種作用的機制，以前我們讀過一篇文章就是索拉菲尼誘導的肝癌細胞死亡方式主要是鐵死亡，作者應用XCT的誘導劑發現可以抑制索拉菲尼的作用，說明索拉菲尼作用於XCT發揮誘導鐵死亡效應的。
結合前文所說的XCT的作用，作者測試不同濃度梯度條件下索拉菲尼對穀氨酸釋放的抑制效果，發現呈濃度依賴性。但是不能被FER-1的抑制，所以fer-1發揮作用並非是抑制穀氨酸釋放，可能是在ROS形成環節起作用（前面的文章已經詳細敘述了）。eIF2α的磷酸化和ATF4水平的增加，而XBP1剪接沒有任何變化，總之，這些結果表明，像erastin一樣，索拉非尼抑制系統xc介導的胱氨酸輸入，導致er應激、谷胱甘肽耗竭和脂質ROS的鐵依賴性積累。
作者又故技重施，想看看索拉菲尼發揮作用的具體結構，與母體化合物本身相比，合成的87種類似物中沒有一種能夠以對β-ME和Fer-1可抑制死亡的選擇性增強的方式觸發鐵死亡
但是，有幾種化合物具有致死活性（穀氨酸抑制），有些沒有，並且這些化合物都不是導致的凋亡（DVEDase代表）
作者綜述了索拉非尼的副作用。
既然作者得出來erastin，SAS和索拉非尼是通過抑制xct促進鐵死亡的，但是想進一步看看在基因層面上那些基因改變與鐵死亡抗性相關，用了這麼一個細胞系進行進行驗證（這似乎只是說明這個細胞系對erastin耐藥的基因型特徵吧，能代表所有細胞系嗎？）
B/D/E說明在erastin誘導下親本敏感，不同克隆耐受，但是在C上對普通化療都敏感，簡介也是上圖的篩選的內容而已。
緊接着看了看穀氨酸釋放和GSH發現多中克隆均抑制了上述行爲，說明耐藥腫瘤發揮作用是在鐵死亡靶點的下游。
作者檢測了活性氧（DCF),發現親本的DCF升高，其他克隆沒有升高，表明鐵死亡誘導劑的抗性，可能是由於致死氧化物積累的抑制。
作者又進行了RNA測序，發現了有兩個基因升高明顯，進一步探討了他們抗鐵死亡的可能的機制。AKR1C1-3酶已被證明參與有毒脂質代謝物(如4-羥基壬烯醛)的解毒，這些代謝物是由各種多不飽和脂肪酸的氧化過程中產生。
文章到此結束，總結一小下，總體來說，說了幾個方面的問題，首先是erastin的靶點確定穩定，既往已經證明了，還有通過對不同基團的更改，發現了erastin和索拉非尼誘導鐵死亡的主要發揮作用的位點，證明了索拉非尼誘導鐵死亡是通過XCT發揮作用的，找到了erastin誘導鐵死亡敏感性的一個生物學標誌基因CHAC1，找到一個潛在的鐵死亡耐藥的基因家族AKR1C家族，並初步猜測了可能的機制（後續鐵死亡相關的文章主要熱點還是集中在瞭如何調控細胞內活性氧的方向上）