铁(Fe)是维持哺乳动物健康所必需的微量元素，铁可作为几乎所有细胞的基本生化活动的辅助因子，例如通过血红蛋白运输氧气、参与代谢反应以及DNA合成 [12] 。铁积累可以导致多项疾病的发生发展，如肿瘤、神经系统退行性疾病、视网膜退行性病变、血色沉着病、慢性心血管疾病等。细胞中铁的运输可以分为三个过程：摄入、利用和排出，见 图1 。细胞摄入铁主要以转铁蛋白(transferrin, TF)为中心，TF与Fe³⁺结合后与膜表面的铁蛋白受体1 (transferrin receptor 1, TFR1)对接，再由凝集素介导的内吞作用将TF-TFR1复合物导入细胞内。细胞摄入铁还可以通过非转铁蛋白结合铁(non-transferrin bound iron, NTBI)、以血红蛋白的形式摄取与卟啉结合的铁和受体摄取铁储存蛋白铁蛋白实现。细胞利用铁主要通过转运蛋白线粒体铁蛋白1和2将铁转移入线粒体以协助细胞呼吸，并合成Fe-S簇和血红素，而多余的铁则通过铁蛋白和不稳定铁池(LIP)进行储存。细胞排出铁几乎完全由铁转运输出蛋白(ferroportin, FPN)实现 [13] 。FPN是目前已知唯一的哺乳动物铁排出转运体，可能是细胞排出铁的关键，FPN低表达可导致铁排出减少和细胞内铁含量增加 [14] 。

Basuli等对卵巢癌原始细胞(TICs)的遗传模型的研究表明，高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)癌组织中的铁代谢产生了明显的变化，具体表现为TFR1的含量增加，而FPN的含量降低，这些变化导致卵巢癌组织细胞内的铁水平升高。而促使细胞内铁的减少可在体外降低卵巢癌TICs的增殖，在体内抑制肿瘤生长和肿瘤细胞的腹腔播散 [7] 。逆行月经也可能增加上皮性卵巢癌的风险，其机制为逆行月经期间，盆腔巨噬细胞裂解红细胞溶血产生过量的催化铁，从而铁诱导氧化应激。研究推测输卵管是大多数上皮性卵巢癌中的浆液性卵巢癌的发生部位，而输卵管中也发现了铁积累 [15] 。子宫内膜异位症与卵巢癌有一定的关系，在子宫内膜异位性囊肿中，暴露于高浓度游离铁，会诱发持续的氧化应激，导致囊肿的上皮细胞氧化DNA损伤增加，并可能促进致癌作用 [16] 。所以持续的铁刺激是影响卵巢癌发生发展的重要因素之一。

胱氨酸–谷氨酸反向转运体(cystine-glutamate antiporter, System Xc⁻)是一种不依赖Na⁺的反向转运蛋白体，以1:1的比例将胱氨酸转运至胞内的同时，将谷氨酸转运至胞外。System Xc⁻位于细胞膜上，由通过二硫键连接的两个亚基组成：轻链亚基SLC7A11 (又称xCT)和重链亚基SLC3A2。SLC7A11是一种多通道跨膜蛋白，介导System Xc⁻的转运活性，而SLC3A2是一种单跨膜蛋白，主要维持SLC7A11蛋白的稳定性和进行膜定位 [17] 。胱氨酸通过System Xc⁻进入细胞内，在细胞内经过酶促反应形成半胱氨酸。半胱氨酸是谷胱甘肽的限速底物，谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通过ATP依赖性的细胞溶质酶谷氨酸–半胱氨酸连接酶(glutamate-cysteine ligase, GCL)和谷胱甘肽合成酶(GSS)分两步合成谷胱甘肽(glutathione, GSH) [18] 。谷胱甘肽过氧化物酶4 (Glutathione peroxidase 4, GPX4)是一种含硒半胱氨酸的酶，是目前已知的唯一依赖GSH的酶，也是唯一一种接受膜中的脂质氢过氧化物作为氧化底物的谷胱甘肽过氧化物酶，负责将脂质氢过氧化物还原为脂质醇 [19] 。GPX4是哺乳动物生命所必需的重要抗氧化剂，降低细胞内半胱氨酸和谷胱甘肽水平的因素可影响GPX4活性，导致脂质过氧化物在细胞内积累，在铁存在的条件下，积聚的脂质过氧化物可转化成有毒的脂质活性氧(ROS)，最终诱导铁死亡的发生 [20] 。卵巢透明细胞癌在生长过程中严重依赖半胱氨酸，通过抑制System Xc⁻可抑制卵巢透明细胞癌的增殖 [21] 。

p53是抑癌基因，一般认为其通过调控细胞周期、细胞生长凋亡和DNA修复来影响肿瘤的生长发展 [22] 。但p53也能通过代谢调节对肿瘤起到抑制作用，p53在铁积累的肿瘤中经常发生突变，表明突变的p53可能通过调节铁代谢来发挥其功能 [23] 。p53可以直接抑制System Xc⁻的轻链亚基SLC7A11的转录，减少胱氨酸的摄取，从而诱导肿瘤细胞发生铁死亡 [24] 。

研究推测输卵管远端是高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)的起源部位。96%的HGSOC存在p53基因突变，p53蛋白过表达的输卵管源性的HGSOC的潜在前体病变，这表明p53基因突变在早期浆液性卵巢癌发生发展中起重要作用。仅有p53基因突变时引起小鼠输卵管上皮细胞发生迁移；当p53突变与Kras突变联合发生作用时，小鼠输卵管上皮细胞转化为肿瘤细胞 [25] 。

Erastin是目前公认的铁死亡诱导剂中最常用的一种，是一种靶向SLC7A11的新型化合物。有研究表明，Erastin可上调p53基因的表达，下调SCL7A11的表达，从而抑制System Xc⁻，诱导铁死亡的发生 [26] 。PARP抑制剂除了通过传统的抑制DNA修复和促进细胞凋亡来治疗BRCA突变型卵巢癌，还能以p53依赖性的方式抑制SLC7A11表达，抑制胱氨酸摄取并显着降低GSH水平，从而诱导卵巢癌细胞发生铁死亡 [27] 。

GPX4是哺乳动物中唯一可以减少细胞膜内磷脂氢过氧化物的过氧化物酶，已被确定为铁死亡的中枢调节因子。因此，GPX4活性被认为是铁死亡分子标志物，直接或者间接抑制GPX4活性，从而使脂质过氧化物在细胞内积累，均可诱导铁死亡的发生 [28] 。RSL3是一种经典的GPX4抑制剂，它能够与GPX4直接结合，不影响胱氨酸和GSH水平，使GPX4的过氧化物酶活性失活，从而诱导细胞发生铁死亡 [29] 。其他GPX4抑制剂包括ML162、DPI化合物(DPIs)、FIN56和FINO₂，其中，ML162和DPIs也通过共价结合的方式使GPX4失活，FIN56可诱导GPX4降解，降低其在细胞中的浓度，FINO₂可间接灭活GPX4，并且特异性地氧化亚铁离子 [30] 。Li等证明了GPX4和细胞内铁的水平与卵巢癌细胞的细胞增殖呈正相关，并发现GPX4基因敲除对脂质过氧化的还原有抑制作用，抑制卵巢癌细胞中的GPX4，可增加卵巢癌细胞对铁死亡的易感性，这表明直接抑制GPX4是卵巢癌的一个治疗靶点 [31] 。

半胱氨酸是GSH生物合成的限速底物，GSH是GPX4的辅因子和底物，所以通过抑制System Xc⁻、减少胱氨酸摄取或降低细胞内GSH水平，导致脂质过氧化物的积累，可以间接抑制GPX4，从而诱导铁死亡的发生 [20] 。Erastin、丁硫氨酸亚硫胺(BSO)、索拉非尼、柳氮磺胺吡啶(SAS)、青蒿琥酯和谷氨酸等可降低胞内胱氨酸水平或诱导GSH耗竭引起GPX4的抑制，从而诱导铁死亡的发生 [32] 。与良性肿瘤相比，卵巢癌患者的总游离半胱氨酸和同型半胱氨酸的水平更高 [33] ，因此降低卵巢癌细胞中的半胱氨酸或GSH水平是治疗卵巢癌的一个重要靶点。

在哺乳动物中，半胱氨酸不仅可以通过System Xc⁻合成，还可以通过转硫途径进行生物合成。来源于膳食蛋氨酸的同型半胱氨酸经胱硫醚β-合成酶(CBS)转化为胱硫醚，胱硫醚在胱硫醚γ-裂解酶(CSE)的作用下生成半胱氨酸。转硫途径产生的半胱氨酸约有50%用于肝细胞中GSH的合成，所以转硫途径可以通过调控半胱氨酸和GSH的量进而调控铁死亡 [34] 。Erastin可通过抑制System Xc⁻从而诱导铁死亡的发生，延长Erastin使用时间可诱导卵巢癌细胞产生对铁死亡的抗性，从而产生对Erastin的耐药性。其机制可能是卵巢癌细胞通过核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor, Nrf2)转录上调转硫途径关键酶CBS的活性水平为细胞持续提供半胱氨酸，以弥补由System Xc⁻抑制所引起的半胱氨酸缺乏，从而维持细胞内GSH的含量。Nrf2是抗氧化转录因子，抑制Nrf2基因，可增加细胞铁死亡的易感性，进一步表明可以通过转硫途径调控铁死亡，提供了卵巢癌治疗新思路 [35] 。

铁代谢和脂质代谢在铁死亡过程中能相互影响，铁离子可以通过芬顿反应直接催化H₂O₂分解为羟基自由基，促进ROS的产生，引发脂质过氧化，从而诱导铁死亡 [36] 。铁离子能以血红素铁的形式通过合成超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化氢酶(catalase, CAT)来参与ROS的清除过程 [37] 。

脂质过氧化产生的脂质过氧化物是GPX4的底物，当脂质过氧化物积累过多时，会消耗大量的GSH和GPX4，从而使细胞的防御能力下降，更容易发生铁死亡 [38] 。

p53也可通过脂质过氧化诱导铁死亡，细胞膜上的多不饱和脂肪酸可以通过LOXs (含铁酶)进行过氧化反应，而p53能激活LOX酶的花生四烯酸12-脂氧合酶(ALOX12)以诱导独立于GPX4活性的细胞中的铁死亡 [39] 。而抑制或敲低ALOX12可能是中断铁死亡的新方法 [40] 。

将铁死亡诱导剂根据其靶点不同分为四大类，见 表1 ：第一大类是System Xc⁻抑制剂，主要化合物和药物为：Erastin及其衍生物、索拉非尼、谷氨酸和柳氮磺胺吡啶。Erastin是经典诱导剂，抑制胱氨酸摄取 [41] 。第二大类是GPX4抑制剂，其中又细分为三类，第一类直接靶向结合GPX4，抑制GPX4活性，以RSL3、ML162、DPIs为代表，ML162/DPI7类似RSL3；第二类诱导GPX4降解，同时耗竭辅酶Q10，以FIN56为代表 [42] ；第三类间接灭活GPX4，并氧化亚铁，以FINO₂为代表。第三大类诱导或增强脂质过氧化，以血红素和顺铂为代表，血红素可以释放游离铁，诱导脂质过氧化 [43] 。顺铂能耗竭GSH，增强脂质过氧化 [44] 。辐射可以协同抑制System Xc⁻或抑制GPX4激活铁死亡的小分子，通过增强细胞质脂质过氧化诱导铁死亡 [45] 。第四大类为其他诱导剂：参与氧化损伤、DNA损伤、干扰基因表达等多项过程的青蒿素，半胱氨酸–谷氨酸连接酶(GCL)的抑制剂丁硫氨酸亚硫胺(BSO)等 [46] 。新型药物N6F11，通过TRIM25介导GPX4泛素化降解，选择性杀伤癌细胞 [47] 。

RAS-selective lethal 3 (RSL3)是一种经典的铁死亡诱导剂，是Yang等于2008年首次发现并命名的一种化合物，并发现由RSL3引起的细胞死亡经历了铁依赖性、非凋亡途径，即激活了铁死亡 [9] [57] 。RSL3通过抑制GPX4发挥作用，RSL3能够与GPX4直接结合，使GPX4的过氧化物酶活性失活，并使细胞内ROS水平和不稳定铁池(LIP)水平增加，促进脂质过氧化，从而诱导细胞发生铁死亡 [29] 。RSL3可靶向人卵巢腺癌细胞中的GPX4，使肿瘤细胞发生铁死亡，而细胞内GSH水平降低可以增强RSL3的作用 [49] 。

索拉非尼(Sorafenib)是一种铁死亡诱导剂，是美国食品和药物管理局(FDA)批准的抗肿瘤药物，主要用于肝癌、肾癌和甲状腺癌的治疗 [58] 。相较于传统认为索拉非尼通过RAF-MEK-ERK级联通路作为Raf激酶抑制剂而言，索拉非尼可以诱导细胞产生ROS和脂质过氧化物，诱导肿瘤细胞氧化应激，而DFO和Fer-1可以抑制这一效应的发生，同时，半胱氨酸–谷氨酸连接酶(GCL)的抑制剂丁硫氨酸亚硫胺(BSO)可以增加索拉非尼对肿瘤细胞的毒性作用 [48] 。由此可推断，索拉非尼对肿瘤细胞产生的细胞毒性重要的靶点是发生了铁死亡。在Matei进行的多中心临床试验发现索拉非尼对复发性和铂耐药卵巢癌有一定的抗肿瘤活性的基础上，Chekerov等使用托泊替康联合索拉非尼进行维持治疗，较托泊替康联合安慰剂，卵巢癌患者的无进展生存期和总生存期都得到了显著改善 [59] 。以上临床试验证明索拉非尼对卵巢癌或复发性卵巢癌有较好疗效，但其都是在索拉非尼作为激酶抑制剂的基础的研究，研究索拉非尼作为铁死亡诱导剂在卵巢癌中的治疗效果可作为未来的研究新思路。

青蒿素(artemisinin, ARS)是一线抗疟疾药物，也有抗肿瘤活性，ARS及其衍生物(双氢青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿甲醚)对癌细胞的细胞反应包括ROS和NO的氧化应激反应、DNA损伤和修复、多种细胞死亡方式(细胞凋亡、自噬、坏死、铁死亡)以及抑制血管生成、信号转导通路等。氧化应激反应和铁在ARS及其衍生物抗肿瘤活性方面有重要作用，所以其可作为一种新的铁死亡诱导剂 [50] 。青蒿琥酯(artesunate, ART)是一种青蒿素的衍生物，ART增强溶酶体活性，对铁相关基因的mRNA表达水平进行调控，促进铁蛋白吞噬作用以增加细胞内铁离子浓度，从而诱导铁死亡 [51] 。青蒿琥酯有一定的抗卵巢癌的活性，ART不仅能抑制卵巢癌细胞的体外生长，还可以降低卵巢癌小鼠模型体内的肿瘤生长。卵巢癌细胞暴露于较高浓度的ART会导致依赖ROS的DNA损伤和细胞死亡，并在G2/M期发生细胞周期阻滞。用凋亡抑制剂或铁死亡抑制剂(Fer-1)都只能降低但不能完全消除ART介导的细胞毒性，这表明ART通过多种机制产生对卵巢癌细胞的抑制增殖和细胞毒性作用。而对在卵巢癌细胞的培养基中加入Fer-1进行预处理，可以减少ART的这种抑制增殖和细胞毒性作用 [60] 。以上研究表明，ART可能作为一种铁死亡诱导剂成为卵巢癌治疗的新路径。

常见的铁死亡抑制剂主要分为三类：第一类以去铁胺(deferoxamine, DFO)为代表的铁螯合剂(iron chelators)，DFO是由链霉菌(Streptomyces pilosus)产生的一种三水酸盐铁载体，它的作用机制是以1:1的高亲和力和特异性结合Fe³⁺，并产生稳定的八面体配位化合物——亚铁胺，随后经肾脏排出，影响了Fe³⁺向Fe²⁺的转化 [52] 。DFO可以逆转卵巢癌细胞内发生的脂质过氧化和大量有毒ROS累积所导致的铁死亡 [61] 。第二类是抗氧化剂，即脂质活性氧(ROS)清除剂，主要包括Ferrostatin-1 (Fer-1)、liproxstatin-1和维生素E等，Fer-1对氧化应激和脂质过氧化均有抑制作用，减少细胞内ROS生成，防止对细胞膜脂质的损害，从而起到抑制细胞铁死亡的作用 [53] 。也有研究表明，Fer-1对铁死亡的抑制主要是发生在抑制脂质氢过氧化物过氧化的过程中，清除了由亚铁产生的烷氧基自由基 [54] 。多个研究表明，Fer-1可以消除铁死亡诱导剂引起的卵巢癌细胞发生铁死亡。Kato等研究发现，Fer-1可以消除menin-MLL抑制剂——MI-463所诱导的OVCAR-8卵巢癌细胞发生铁死亡 [62] 。Jing等研究发现，Fer-1可以很大程度上逆转羧甲基化茯苓聚糖(CMP)诱导卵巢癌细胞发生铁死亡 [63] 。liproxstatin-1能抑制脂质过氧化并上调GPX4表达 [55] 。维生素E能中和脂质自由基 [5] 。第三类靶向脂质代谢，主要为ACSL4抑制剂：曲格列酮等，能够抑制多不饱和脂肪酸合成 [10] 。黄芩素能抑制GSH耗竭、GPX4降解和脂质过氧化，增加Nrf2并抑制12/15-LOX [56] 。其他还有辅酶Q10类似物，是FSP1/CoQ10通路激活剂，如艾地苯醌 [42] 。

HGSOC是卵巢癌中最常见的亚型，其p53突变率高，其间充质表型(EMT特征)导致抗氧化能力下降，可能使其对铁死亡的敏感性高于其他亚型，敲低MET相关调节因子可以抑制GPX4减少引起的铁死亡 [64] 。HGSOC的铁含量分别比正常卵巢细胞和低级别浆液性卵巢癌细胞高约5倍和2倍，因此这些过量的铁使其成为增强铁死亡的良好靶点 [65] 。

卵巢癌的标准治疗方法是彻底的肿瘤细胞减灭术并辅以术后以铂类为基础的联合化疗 [3] 。顺铂是被FDA批准的卵巢癌化疗药物，但铂耐药卵巢癌的生存期较铂敏感卵巢癌明显减短，而且对后续的化疗反应低，几乎所有HGSOC患者都对铂产生耐药性 [66] 。肿瘤细胞产生耐药的机制与缺氧有关，缺氧条件下的肿瘤细胞具有更强的侵袭性、迁移能力和上皮–间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)的表现。半胱氨酸对不同来源的卵巢癌细胞中对缺氧应激具有广泛的保护作用，在半胱氨酸的影响下，观察到ES2细胞系、OVCAR-8细胞系和A2780细胞系在两个周期后都对卡铂有了明显的耐药性增加 [33] 。SLC7A11和GPX4的共同高表达与上皮性卵巢癌患者的铂耐药性有关 [28] 。而半胱氨酸是System Xc⁻-GSH-GPX4轴的重要代谢中间产物，由此可推断出通过影响细胞内的半胱氨酸含量，诱导卵巢癌细胞发生铁死亡，从而降低卵巢癌细胞对铂的耐药性。

铂耐药肿瘤细胞有卷曲蛋白(Frizzled-7, FZD7)的表达，FZD7基因的敲除会提高肿瘤细胞对铂的敏感性，延缓肿瘤的发生；而FZD7过表达激活癌基因Tp63 (编码p53转录因子家族的一个成员)，驱动GSH代谢通路(包括GPX4的上调)，从而保护肿瘤细胞免受铂类药物诱导的氧化应激。FZD7⁺铂耐药卵巢癌细胞在使用GPX4抑制剂处理后对铂类要更敏感，并发生铁死亡。若使铂耐药卵巢癌细胞中FZD7表达上调，从而依赖FZD7-β-catenin-Tp63-GPX4通路，可表现出抗氧化活性 [67] 。这些研究表明，可以通过抑制FZD7的表达和GXP4的活性，诱导卵巢癌细胞发生铁死亡，从而延缓卵巢癌细胞产生对铂的耐药性。

苦瓜籽提取物MAP30生物活性蛋白，可抑制多种卵巢癌细胞的癌细胞迁移、细胞侵袭和细胞增殖。MAP30协同作用于顺铂诱导的卵巢癌细胞的细胞毒性，在卵巢癌腹水小鼠模型中观察到肿瘤扩散和肿瘤生长显著减少，其机制与铁死亡有关，MAP30诱导卵巢癌细胞内Ca²⁺浓度升高，通过凋亡和铁死亡触发ROS介导卵巢癌细胞死亡 [68] 。Erastin在体内和体外都能增强顺铂的细胞毒性，两者协同抑制卵巢癌细胞生长，其机制可能为通过提高ROS水平，引发卵巢癌细胞发生铁死亡，从而达到克服顺铂治疗卵巢癌产生的耐药性，提高治疗效果 [69] 。