リソソームのシスチンがフェロトーシス感受性を支配する

フェロトーシスは、致死レベルまでの過酸化脂質の蓄積を特徴とするプログラムされた細胞死の一形態である。本論文では、細胞質中のシステインの不足ではなくリソソーム内のシスチン欠乏がATF4の発現を制御し、フェロトーシス感受性を決定することを報告している。また、細胞質システインをリソソームシスチンに変換する合成mRNA試薬CysRxを開発し、細胞内栄養のリプログラミングががんにおいて選択的にフェロトーシスを誘導する可能性を示した。

Lysosomal cystine governs ferroptosis sensitivity in cancer via cysteine stress response
論文へのアクセスはこちら: Robert V. Swanda et. al., Molecular Cell, 2023.

注目ポイント
・システインの欠乏は、転写レベルで適応的なATF4の発現を誘導する
・リソソームにおけるシスチンの不足は、AhRシグナル伝達経路を介してATF4を発現を誘発する
・システイン欠乏によってシステインストレス応答が弱まることでフェロトーシス感受性が高まる
・CysRxによって、細胞内栄養のリプログラミングを通してがん細胞のフェロトーシスを促進することが示唆された
関連製品
過酸化脂質検出試薬
Liperfluo
 脂質過酸化検出試薬
Lipid Peroxidation Probe -BDP 581/591 C11-
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FerroOrange / Mito-FerroGreen
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細胞増殖/細胞毒性アッセイキット
Cell Counting Kit-8
シスチン取り込み検出キット
Cystine Uptake Assay Kit
アプリケーションデータ

細胞内Fe2+とリソソーム機能の同時検出  

 

リソソーム機能と鉄の恒常性

 

 最近、リソソームの中性化が鉄の枯渇を引き起こし、その結果、細胞の生存能力の破壊につながることが示唆されている。これを確認するため、HeLa細胞のFe2+を検出するためFerroOrangeで染色し、リソソーム量とpHをLysoPrime Deep RedとpHLys Greenでそれぞれ検出した。FerroOrangeとリソソーム色素の共染色では、リソソーム酸性化阻害剤であるBaf.A1(Bafilomycin A1)が論文で報告された知見と一致する鉄の枯渇を引き起こすことが示された。興味深いことに、鉄キレート剤であるDFP(Deferiprone)は、リソソームのpHには影響を与えなかったことから、リソソーム機能が鉄の恒常性を管理する重要な役割を果たしていることが示唆された。

参考文献:Ross A Weber, et. al., Mol Cell, (2020)

 

使用製品
   - FerroOrange
   - pHLys Green*
   - LysoPrime Deep Red

*pHLys Greenは、Lysosomal Acidic pH Detection Kit-Green/Deep Redとして購入可能です。

エラスチンによるフェロトーシスの誘導

 エラスチンは、シスチン・トランスポーター(xCT)を阻害することにより、GSHの原料であるシスチンの取り込みを阻害する。このGSH量の減少によって、ROSが除去されず過酸化脂質が蓄積し、フェロトーシスが誘導されることが知られている。エラスチンで処理したA549細胞を用いて、細胞内Fe2+、ROS、過酸化脂質、グルタチオン、細胞外へのグルタミン酸放出、シスチン取り込みを測定した。その結果、エラスチンによるxCTの抑制が観察され、シスチンの取り込みとグルタミン酸の放出が減少した。さらに、エラスチン処理により細胞内のグルタチオンが減少し、細胞内のFe2+、ROS、過酸化脂質が増加した。

①シスチン取り込み

Cystine Uptake Assay Kit

②グルタミン酸放出量

Glutamate Assay Kit-WST

③細胞内グルタチオン量

GSSG/GSH Quantification Kit

④細胞内鉄(Fe2+)

FerroOrange

⑤細胞内ROS

 

 

ROS Assay Kit -Highly Sensitive DCFH-DA

⑥細胞内過酸化脂質

Liperfluo

 

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