铁死亡(Ferroptosis)作为一种由铁依赖性脂质过氧化驱动的调节性细胞死亡方式,在肿瘤治疗领域展现出巨大的潜力。然而,长期以来,由于缺乏高灵敏度的单细胞检测手段,科学家们难以解析细胞群体在铁死亡过程中的代谢异质性,这限制了我们对铁死亡耐药机制的深入理解。
近期,研究人员在《Nature Communications》上发表了一项突破性研究,开发了一种基于活细胞标记的单细胞巯基组学分析技术。该方法通过特异性探针实时标记细胞内的还原型巯基化合物(尤其是谷胱甘肽,GSH),实现了对单细胞水平氧化还原状态的精准定量。
研究发现,在铁死亡诱导过程中,细胞群体表现出显著的代谢异质性。部分细胞亚群通过上调谷胱甘肽合成通路及抗氧化酶活性,展现出对铁死亡的显著耐药性。通过单细胞测序与巯基组学数据的整合分析,研究团队进一步鉴定出与铁死亡耐药相关的关键代谢基因,这些基因在耐药细胞亚群中呈现出特异性的高表达。
该研究不仅为铁死亡的动态监测提供了强有力的技术平台,还揭示了肿瘤细胞在应对铁死亡压力时的复杂代谢重编程机制。这一发现对于优化铁死亡诱导剂的临床应用,以及克服肿瘤耐药性具有重要的科学意义和临床转化价值。
Journal Reference: Yuan, H., et al. Single-cell thiol profiling enabled by live-cell labeling reveals metabolic heterogeneity in ferroptosis. Nature Communications (2026).