通过铁死亡触发波出现大规模细胞死亡

大规模细胞死亡常见于生物体发育和人类病理过程中1–5。这些细胞死亡事件延伸很长的距离，消除大量细胞群，这引出了细胞死亡如何在空间和时间上协调的问题。实现长距离信号传输的一种机制是触发波6，但这种机制如何用于细胞群中的死亡事件仍不清楚。在这里，我们证明铁死亡（一种依赖于铁和脂质过氧化的细胞死亡形式）可以通过活性氧（ROS）的触发波在人类细胞中长距离（≥5毫米）以恒定速度（约5.5微米每分钟）传播。化学和遗传扰动表明，ROS反馈回路（芬顿反应、NADPH氧化酶信号传导和谷胱甘肽合成）在控制铁死亡触发波的进展中起主要作用。我们表明，通过抑制胱氨酸摄取引入铁死亡应激会激活这些ROS反馈回路，将细胞氧化还原系统从单稳态转变为双稳态，从而使细胞群成为ROS传播的双稳态介质。此外，我们证明铁死亡及其传播伴随胚胎禽类肢体肌肉重塑过程中的大规模但空间受限的细胞死亡事件，证实了其作为胚胎发生期间组织塑造策略的用途。我们的发现强调了铁死亡在协调全局细胞死亡事件中的作用，为研究胚胎发育和人类病理中的大规模细胞死亡提供了范例。