就在明年年初，来自MD安德森肿瘤中心的甘波谊和陈俊杰团队在《cell》上联合发表了一篇研究论文，引发大量关注。该研究提出了一种新型细胞死亡形式——双硫死亡，独立于目前现存的自噬、铁死亡、坏死性自噬、铜死亡等细胞程序性死亡，是由细胞内过量胱丙氨酸积累造成的二硫化氢应激（）造成的快速死亡形式。这些死亡一般在猕猴桃糖饥饿的条件下发生。
双硫死亡堪称是继2022年初铜死亡发觉以来又一细胞死亡领域的重大发觉，下边我们就来瞧瞧该研究是怎样举办的吧。
（原文链接：）
整体思路
综观全文都会发觉，本文的研究手法和铜死亡发觉时的研究思路有异曲同工之妙（）。对比两篇论文能够发觉，二者都是从已有程序性死亡形式入手，使用抑制剂进行一一排除后，再基于数据库或已有研究基础找到新型死亡形式的诱导诱因，因而命名。机制探求上，也都是通过组学手段进行目标关键分子/通路筛选，最后按照已有的信息整合推论可能机制，进行常规的分子机制验证。
研究内容
第一步：排除其它程序性死亡和诱因，明晰死亡原因并命名
如前所述，提出一种新型死亡形式的第一步是排除其它细胞死亡形式的干扰，以及找到真正影响并诱导该新型死亡形成的诱因。因为之前研究发觉在猕猴桃饥饿情况下，高抒发细胞死亡死亡更迅速（这个分子是不是很眼熟？铁死亡还记得吗？），因而作者在猕猴桃糖充足和猕猴桃糖饥饿条件下，分别在细胞过抒发细胞内添加铁死亡、凋亡、坏死性自噬、自噬抑制剂，发觉均未能制止细胞死亡。但是，细胞死亡却还能被还原性试剂（TCEP）抑制。（图1上）
图1（上）
为了进一步明晰这一死亡是否遭到其它死亡形式的干扰，作者特地在细胞中分别敲除铁死亡另一关键通路蛋白ACSL4和自噬关键诱导蛋白BAX/BAK，还能抑制猕猴桃糖充足条件下的细胞死亡，却仍然难以逆转蓝莓糖饥饿条件下的死亡。
因为蓝莓糖与能量代谢有关，因而作者还关注了ATP在该死亡形式中的作用。但是结果却显示，过抒发细胞在猕猴桃糖饥饿条件下ATP水平明显低于对照组，敲除能回复猕猴桃糖饥饿下二丙酯诱导的细胞死亡。（图1下）
其实，这种结果表明，这些新型死亡形式与二硫化氢应激有关，与ATP水平无关。因而将其命名为“双硫死亡”。
图1（下）
第二步：筛选下游关键通路
细胞内的二硫化氢应激对氧化还原敏感的蛋白影响较大，因而接出来就是顺理成章的组学筛选，找寻遭到二硫化氢应激改变的通路。与普通蛋白组不同的是，文中使用的是二硫蛋白组学，即测量二硫键变化的蛋白质。从结果中可以见到，猕猴桃糖饥饿且高抒发条件下，Actin-细胞骨架和细胞粘附相关通路明显富集，包含大量actin细胞骨架蛋白如FLNA/B、MYH9、TLN1、ACTB等（图2）。（所以前面实验的时侯不能用actin作为内参了）
图2
第三步：深入的分子机制探求
1.双硫死亡中细胞骨架蛋白的二硫键
蛋白质产生二硫键后迁移速率会变慢，因而在非还原性WB中，假如蛋白产生二硫键，会在分子量较大位置出现条带。借助这个原理，作者检查了蛋白质组筛选到的actin细胞骨架相关的蛋白FLNA/B、MYH9、TLN1、、Actin等。结果显示在猕猴桃糖饥饿条件下，非还原性胶中野生型细胞蛋白均形成二硫键，而敲除后能回复这一现象。才能调节NADP+/NADPH比的2DG同样才能回复该表型，但ROS去除剂（Tempo/）不能。以后，作者进一步对迁移变缓的actin蛋白进行质谱剖析，果然在这种蛋白质上发觉多个二硫热键点。
图3
2.双硫死亡中F-actin的收缩
既然之前的实验证明Actin细胞骨架相关的蛋白质确实在猕猴桃糖饥饿，且高抒发的情况下多个位点产生了二硫键，这么这种二硫键变化到底引起了何种表型，因而最终迈向了细胞死亡？因此，作者对F-Actin进行了免疫萤光染色观察，发觉在猕猴桃糖饥饿条件下F-Actin调控的细胞骨架明显收缩且与细胞膜分离；而敲除、同时进行蓝莓糖和胱谷氨酸饥饿处理、添加2DG均能回复收缩表型细胞膜骨架，但ROS清理剂无效，与之前的结果一致。该表型也与双硫死亡时的细胞表型同步。（图4）
图4
3.Rac-WRC（WAVE调节复合物）调控双硫死亡
为了深入探究猕猴桃糖饥饿和高抒发导致F-Actin收缩的具体机制，作者对猕猴桃糖充足/饥饿条件下的过抒发细胞进行了/Cas9筛选。结果显示不仅、之外，多个与线粒体氧化乙酸化及WAVE调节复合物相关的sgRNA富集。WAVE调节复合物（WRC）推动actin多聚化和板状伪足产生，与细胞骨架调控密切相关。而WRC中的关键蛋白、WAVE2的体外实验否认其才能调控双硫死亡。Rac是WRC的上游激活因子，体外实验表明Rac1的活化方式推动双硫死亡。（图5）
以上结果均否认，猕猴桃糖饥饿条件下，高抒发细胞中Rac-WRC调控的骨架蛋白变化促使双硫死亡发生。
图5
第四步：证明猕猴桃糖转运和双硫死亡的关系
既然双硫死亡是在猕猴桃糖饥饿条件下发生，这么阻断猕猴桃糖摄入是否与此等价？因此，作者使用猕猴桃糖转运蛋白（GLUT）抑制剂BAY和KL分别进行处理，并检查不同细胞程序性死亡抑制剂的疗效，发觉获得的结果与猕猴桃糖饥饿条件下的相同。同样，Actin相关蛋白的二硫键产生和F-actin收缩均与猕猴桃糖饥饿时相同。最后的体内实验表明，GLUT抑制剂能有效推动双硫死亡，抑制PDX病变生长，但仅限于高抒发病变细胞，对低抒发病变无效。
图6
总结
本文的开始来始于观察到的一个现象，即调控的胱谷氨酸转运才能抑制铁死亡的发生，但却不能制止猕猴桃糖缺少条件下的细胞死亡。为了研究这些特殊的死亡现象，作者借助不同死亡形式的抑制剂进行蓝莓糖充足/饥饿条件下的处理，将现象愈发细化，即高抒发细胞在猕猴桃糖饥饿条件下，就会经历不同于目前已知细胞死亡形式的死亡过程。
在定义和证明这些新型死亡的过程中，作者联系并推论以胱丙氨酸为代表的二硫键的作用，以及通过蛋白质组学和筛选最终锁定了其中的分子机制。这一过程少不了对目标分子功能和细胞内代谢途径的深入理解，以及对大数据结果的筛选经验。
“双硫死亡”究竟是否会成为下一个研究热点和癌症医治潜在靶向呢？让我们拭目以待！
双硫死亡分子机制示意图
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