本文為 STTT 綜述，系統梳理鐵死亡調控網絡與靶向治療研發技術體系。文章以 Xc?-GSH-GPX4 通路為核心，結合 FSP1、GCH1 等代償通路，依托基因編輯、脂質組學、活性探針等技術闡釋鐵過載、脂質過氧化驅動鐵死亡的核心機制。通過細胞、嚙齒類動物模型及臨床樣本，論證鐵死亡參與腫瘤、神經損傷、缺血再灌注等多種疾病進程。基于通路靶點劃分激活 / 抑制策略，搭建小分子篩選、體內藥效評估的藥物開發流程，探討聯合治療與遞送系統優化方案。同時指出現有研究模型局限，為鐵死亡靶向新藥開發提供完整技術框架。

工程菌腫瘤治療三大技術路線

a 溶瘤效應：工程菌遞送毒素誘導腫瘤細胞凋亡

b 免疫調節：重塑腫瘤微環境，激活抗腫瘤免疫

c 工程菌載體多樣化改造

一、技術框架

三層遞進：分子通路解析技術 → 疾病模型驗證技術 → 靶向藥物研發技術

Table 1 工程化細胞用于疾病診斷的研究進展

（一）底層：鐵死亡核心通路解析技術

1、Xc?-GSH-GPX4 主通路驗證體系

依托 qPCR、WB、CRISPR 基因編輯調控 SLC7A11/GPX4；采用 C11-BODIPY、MDA 檢測脂質過氧化物；FerroOrange 探針監測胞內游離鐵。

核心邏輯：胞內鐵過載催化多不飽和脂肪酸氧化；GSH 耗竭導致 GPX4 失活，脂質過氧化物持續累積，啟動鐵死亡。

2、代償抗氧化通路研究

同步驗證 FSP1-CoQ10、GCH1-BH4 旁路。通過單 / 雙基因敲除 + 抑制劑干預，證實旁路可抵消脂質過氧化，直接決定細胞鐵死亡敏感性。

3、靶向脂質組學技術

LC-MS/MS 定量氧化磷脂 ox-PE 等特征脂質；結合生物信息學篩選脂質標志物。

核心邏輯：細胞膜 PUFA 重塑是鐵死亡執行階段關鍵事件。

（二）中層：體內外疾病模型驗證技術

1、體外模型：腫瘤細胞、原代神經元、上皮細胞；Erastin/RSL3 誘導鐵死亡，Ferrostatin-1 等反向驗證。觀測指標：細胞活力、LDH、脂質 ROS、通路蛋白。

論證邏輯：抑制劑可逆轉損傷，證明病理損傷依賴鐵死亡。

2、體內模型：腫瘤異種移植、MCAO 腦缺血小鼠。采用免疫組化、普魯士藍鐵染色、組織脂質組檢測，評估鐵死亡參與臟器損傷與腫瘤進展。

3、臨床樣本分析：對比疾病人群與健康對照組鐵死亡標志物，關聯臨床分期與預后，搭建基礎研究向臨床轉化橋梁。

Table 2 進入臨床試驗的細菌抗腫瘤療法

Table 3 FDA 獲批 CAR-T 細胞治療產品

（三）頂層：靶向鐵死亡新藥研發技術體系

靶點分為兩類：

1、抗癌方向（激活鐵死亡）：抑制 GPX4、SLC7A11；上調 DMT1、LOX；

2、臟器保護方向（抑制鐵死亡）：激活 GPX4、FPN1、Nrf2。

藥物開發流程：分子虛擬對接→細胞水平活性篩選→IC50 評價→特異性驗證（區分凋亡 / 焦亡）→動物體內藥效評估；同時探討鐵死亡調節劑與化療、免疫療法聯合策略。

文中指出現有小分子存在水溶性差、體內穩定性不足等短板，提出納米遞送、前藥修飾等優化方案。

Table 4 高價值天然藥物與前體化合物合成生物學研究進展

二、技術體系優缺點

1、優勢：多技術交叉互證，形成從機制到藥物轉化完整鏈條，可直接指導課題實驗設計。

2、局限：脂質組檢測范圍有限；動物模型以嚙齒類為主，缺乏高階模型轉化數據；無全基因組無偏向性篩選支撐。

文獻來源：SUN S, SHEN J, JIANG J, et al. Targeting ferroptosis opens new avenues for the development of novel therapeutics[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2023. DOI:10.1038/s41392-023-01606-1.