本文选自NATURE CELL BIOLOGY,https:/ / doi.org/10.1038/ s41556-020-0461-8，喜欢的朋友可以自行下载阅读。
摘要：能量应激耗尽ATP并诱导细胞死亡。在这里，我们发现能量应激对铁死亡有意想不到的抑制作用，铁死亡是一种由铁依赖的脂质过氧化诱导的调节性细胞死亡形式。我们发现，诱导或模拟能量应激的处理可以抑制铁死亡和脂质过氧化。AMP激活的蛋白激酶(AMPK)是细胞能量状态的感受器，它的失活在很大程度上消除了能量应激对体外铁死亡和体内铁死亡相关性肾缺血再灌注损伤的保护作用。基础AMPK活性高的癌细胞对铁死亡有抵抗力，AMPK失活使这些细胞对铁死亡敏感。功能和脂质体分析进一步将AMPK对铁死亡的调节与AMPK介导的乙酰辅酶A羧化酶磷酸化和多不饱和脂肪酸的生物合成联系起来。
首先，作者发现能量应激条件下可以使细胞产生铁死亡抵抗。作者用的MEFS细胞验证之，应用葡萄糖饥饿，并且发现这种能量应激所致的死亡不能被坏死和凋亡抑制剂抑制，可以被铁死亡抑制剂抑制。同时对于铁死亡不同的靶点处理也显示出同样的效果，应用AMPK激活剂、AMP类似物AICAR，2DG均可以模拟上述表型，作者应用不同浓度的糖也显示出随着浓度降低，铁死亡抗性升高，以此，表明能量应激可以抑制细胞铁死亡。
基于以上处理均使细胞出现能量应激，并且AMPK是能量感受器，所以，作者测了不同处理组AMPK的表达水平，发现均有所升高，紧接着，进行AMPK的双敲处。发现完全逆转了能量应激所致的铁死亡抵抗作用。但是，在erastin诱导明显的铁下垂的时间点，在AMPK DKOMEFs中也有大量的AICAR诱导的细胞死亡，这使得我们无法研究AMPK缺失对AICAR介导的铁下垂抑制的影响。同时，在2umol的时候，DKO并没有显现出死亡的差异，作者推测可能是AMPK基础表达就低。
为了验证一下AMPK表达量与铁死亡相关的重要靶分子的关系，作者在不同细胞系进行了验证。虽然在高表达SLC7A11的细胞系中，AMPK的状态，对于铁死亡的影响不大，但是在低表达SLC7A11的细胞中，AMPK的激活状态决定了其对铁死亡的敏感性。AMPK激活水平越高可以使细胞抵抗铁死亡能力越强。
基于以上结果，作者推断，是不是基础AMPK活化水平影响了铁死亡的敏感性。因此，引入了AMPK抑制剂-复合物C.并在ACHN细胞中进行了验证。果然，再加入复合物可以恢复细胞饥饿对铁死亡的敏感性，并且通过铁死亡抑制剂抑制。铁死亡主要表现见图C，在D.E中作者在CAKI细胞中过表达了AMPK，发现磷酸化的AMPK会增多，并且可以抑制饥饿诱导的铁死亡。也算是正反验证了一下作者在FIGURE2得出的结论。
紧接着，作者进行敲AMPK，并且进一步验证了AMPK不同亚基的作用，发现α1亚基在抵抗铁死亡中起到关键作用。
这个172是α1的变构剂
表型介绍完了，作者下一步开始了机制的探索，一般对于机制的研究还是要根据这个分子的功能以及结合文献报道来看。AMPK的功能主要还是在脂质和蛋白质合成，文献报道其也能促进自噬，能量应激会促进自噬，自噬会导致铁死亡，但是，和文章说的正好相反，这条路肯定走不通，难么，既然对脂质代谢有影响，那么 ，可以看看AMPK抑制ROS产生这条路。AMPK通过抑制雷帕霉素复合物1的机制靶点(MTORC1)抑制蛋白质合成，但是雷帕霉素虽然抑制了MTORC1，但是没有产生抵抗铁死亡诱导效应。文献报道在能量胁迫下，AMPK通过其磷酸化和对ACC1和ACC2的抑制来抑制脂肪酸的合成。作者引入了ACC的变构抑制剂TOFA,得到的结果是一致的。然后，通过基因编辑，改变ACC磷酸化位点，使其不能够磷酸化，得到和低AMPK一致的结果，以此更加证明了ACC磷酸化是AMPK的下游效应分子。
最下层是用的MEF
紧接着，作者看了看ACC的效应是什么，作者用赋形剂、AMPK激活剂、erastine进行诱导后行非靶向脂质体分析，与赋形剂处理相比，A769662处理引起64种脂质的水平显著降低，在MEF和ACHN细胞中进行了一波验证并且取了交集，发现有17种变化一致。在敲除后上调，激活后下调的那些。在这十七个中找到了与检测结果一致的两个脂肪酸双同源γ-亚麻酸(C20：3)和花生四烯酸(C20：4)，同时也检验了两种脂肪酸在促进铁死亡中的作用。
F是MEF，G是ACHN
氧化磷脂酰乙醇胺(PES)的积累，特别是含有PES的花生四烯酸(C20：4)和肾上腺素(C22：4)的积累，被认为在驱动铁死亡中起着直接作用。与此一致，我们的脂质体分析表明，A769662处理降低了PE18：0_20：4和PE18：0_22：4的水平，但AMPK缺失增加了PE18：0_22：4的水平,酰辅酶A合成酶长链家族成员4(ACSL4)介导的含多不饱和脂肪酸的PE的生物合成在驱动铁素症31、33、34中起关键作用。我们表明ACSL4的缺失在很大程度上阻断了ERASTIN诱导的AMPK DKO细胞中的铁死亡。我们证实，补充二高γ亚麻酸或花生四烯酸可提高前铁下垂PE18：0_22：4水平(花生四烯酸处理也可提高PE18：0_20：4)(扩展数据图6e，f)。最后，我们发现补充AMPK最近端的两种脂肪酸棕榈酸和硬脂酸也能使ACHN细胞对擦除素诱导的铁死亡敏感
作者为了证明这些脂质变化是通过磷酸化ACC干扰的，所以，在MEF细胞中应用TOFA，同时进行非特异性脂质分析，发现与应用激活剂会有不同的脂质激活模式，可能是由于AMPK作用不仅仅是磷酸化ACC，其对脂质代谢的影响比ACC更加广泛。但是在上述验证的脂质中变化是一致的。
机制介绍到这里基本上已经差不多了，在进行一波体内文章就可以结束了，同时体内可以进行铁死亡的直接观察、染色等。这里作者用了肾脏的缺血再灌注模型，应为该模型发现肾实质细胞主要是通过铁死亡途径进行的。也是做得比较多的。
作者发现小鼠在AMPK激活或者2DG中磷酸化的AMPK增多，并且铁死亡减少。在DKO的转基因鼠中的这种保护作用被逆转了。当然了作者也进行了AMPK敲除后的小鼠安全性的检测，主要是对体重，并且对ROS的标记（4-HNE）显示与肾小管坏死区域重叠。
这里看出其实激活AMPK或者应用糖酵解抑制都可以产生和铁死亡抑制剂相似的结果。
好了，文章分享结束，总体来说，逻辑论证还是非常严谨的，最后为什么用了AICAR激活非常不理解。值得借鉴，欢迎批评、指正。
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