这篇研究论文的主要作者包括Jung Seok Hwang、Eunsu Kim、Hyuk Gyoon Lee、Won Jin Lee、Jun Pil Won、Jinwoo Hur、Junichi Fujii和Han Geuk Seo。其中，Jung Seok Hwang和Eunsu Kim为共同第一作者，Han Geuk Seo为通讯作者。研究团队来自韩国Konkuk University的College of Sang-Huh Life Sciences以及日本Yamagata University的Department of Biochemistry and Molecular Biology。该研究于2021年9月25日在线发表在《Biomedicine & Pharmacotherapy》期刊（卷143，文章编号112223），是一篇开放获取文章，采用CC BY-NC-ND 4.0许可协议发布。

学术背景

铁死亡（Ferroptosis）是一种铁依赖性细胞死亡形式，其特征是细胞内铁积累和脂质过氧化。近年来，铁死亡在神经退行性疾病、心肌病和缺血再灌注损伤等病理过程中被广泛研究。然而，关于过氧化物酶体增殖物激活受体δ（PPARδ）在铁死亡中的作用尚未明确。本研究旨在探讨PPARδ是否通过调控过氧化氢酶（Catalase）的表达来抑制由胱氨酸/谷氨酸转运体（xCT）缺失诱导的铁死亡。

研究流程

1. 细胞培养与铁死亡诱导

   • 研究对象为xCT基因敲除的小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）。
     
   • 通过去除培养基中的2-巯基乙醇（2-ME）诱导铁死亡，并检测细胞活力（MTT法和台盼蓝排除法）。
     

2. PPARδ激活对铁死亡的影响

   • 使用PPARδ特异性配体GW501516处理细胞，观察其对细胞存活率、细胞内铁积累（Calcein-AM荧光探针）和脂质过氧化（BODIPY-C11荧光探针）的影响。
     
   • 通过siRNA敲低PPARδ或使用抑制剂GSK0660验证PPARδ的作用。
     

3. 抗氧化基因表达分析

   • 采用实时定量PCR（qPCR）和Western blot检测GW501516处理后抗氧化基因（如Catalase、HO-1、GPX4、SOD等）的表达变化。
     
   • 使用Catalase抑制剂3-AT和HO-1抑制剂ZnPPIX验证基因功能。
     

4. 过氧化物酶体活性与溶酶体稳定性检测

   • 构建过表达Hyper-Peroxi（过氧化氢特异性传感器）的MEFs，通过荧光显微镜观察GW501516对过氧化物酶体内过氧化氢水平的影响。
     
   • 采用吖啶橙（AO）染色评估溶酶体膜稳定性。
     

主要结果

1. GW501516通过PPARδ抑制铁死亡

   • GW501516以剂量依赖性方式显著提高xCT缺陷MEFs的存活率，并减少细胞内铁积累和脂质过氧化。
     
   • 敲低PPARδ或使用GSK0660均能逆转GW501516的保护作用，表明其效应依赖PPARδ激活。
     

2. PPARδ上调Catalase表达

   • GW501516处理显著增加Catalase的mRNA和蛋白水平，而对其他抗氧化基因（如GPX4、SOD）影响较小。
     
   • 3-AT（Catalase抑制剂）能抵消GW501516的抗铁死亡作用，而HO-1抑制剂ZnPPIX无此效果，表明Catalase是关键效应分子。
     

3. PPARδ通过Catalase稳定溶酶体

   • GW501516降低过氧化物酶体内的过氧化氢水平，并减少溶酶体膜破裂（AO染色显示绿色荧光减弱）。
     
   • 3-AT处理可逆转GW501516对溶酶体的保护作用，证实Catalase通过清除过氧化氢维持溶酶体稳定性。
     

结论与意义

本研究首次揭示PPARδ通过转录调控Catalase表达，抑制xCT缺陷诱导的铁死亡。其机制包括：
- 减少过氧化物酶体来源的氧化应激；
- 防止溶酶体膜破裂，维持细胞稳态。
这一发现为铁死亡相关疾病（如神经退行性疾病和心肌损伤）提供了潜在治疗靶点，并拓展了PPARδ在细胞死亡调控中的功能认知。

研究亮点

1. 创新性发现：首次阐明PPARδ-Catalase轴在铁死亡中的保护作用。
   
2. 方法学贡献：结合Hyper-Peroxi传感器和AO染色技术，直观展示过氧化氢与溶酶体稳定性关系。
   
3. 转化价值：为开发基于PPARδ激动剂的抗铁死亡策略奠定理论基础。
   

其他价值

本研究由韩国国家研究基金会（NRF）资助，数据完整，实验设计严谨，为后续铁死亡调控机制的深入研究提供了重要参考。