铁死亡是一种受调节的细胞死亡形式，其特征在于脂质过氧化的铁依赖性积累达到致死水平。当细胞胱氨酸运输蛋白受到抑制（如Erastin），胞内谷胱甘肽（GSH）会被耗尽，最终导致谷胱甘肽过氧化物酶（GPX4）失活和脂质过氧化积累，达到一定程度即可诱发细胞死亡，GPX4酶受到抑制（如RSL3）也可以直接导致这一作用。铁死亡的敏感性与许多生物过程紧密相关，包括氨基酸，铁和多不饱和脂肪酸代谢，以及谷胱甘肽，磷脂，NADPH和辅酶Q10的生物合成。铁死亡与哺乳动物退行性疾病（例如：阿尔茨海默氏病、亨廷顿舞蹈病和帕金森综合征）、肿瘤、中风、脑出血、外伤性脑损伤、局部缺血-再灌注损伤和肾衰竭相关的病理性细胞死亡有关。铁离子螯合剂可以抑制这一过程，很多抑制或缓解脂质过氧化的药物均可抑制铁死亡进程，包括亲脂性抗氧化剂和脂质过氧化抑制剂等等，但不能被凋亡或自噬抑制剂抑制。

图1 铁死亡相关疾病

对铁死亡的调控，主要集中在System Xc－、GSH代谢、调控谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性和ROS生成等方面。

（1）System Xc－调控：System Xc－由SLC3A2和SLC7A11二聚体组成，嵌于细胞膜表面。SLC7A11是发挥功能的主要亚基，可将胱氨酸转运入胞，用于合成GSH；因此，抑制SLC7A11表达可诱导铁死亡发生。p53作为一种抑癌基因，就是通过下调systemXC-组分SLC7A11的表达抑制细胞对胱氨酸的摄取，导致谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，削减细胞抗氧化能力，增强细胞对铁死亡的敏感性。同时，研究发现，在人肿瘤细胞中SLC7A11过度表达，这种过表达能够抑制活性氧诱导的“铁死亡”，同时削弱p533KR介导的对肿瘤生长的抑制作用。

（2）GSH和GPX4调控：研究认为GPX4是细胞生存的关键，也是铁死亡的核心调控蛋白，GPX4 能降解小分子过氧化物和某些脂质过氧化物，抑制脂质过氧化。如果不能有效地被Gpx4淬灭，磷脂氢过氧化物能够在过渡金属(如铁)存在的情况下引发催化反应，最终导致细胞死亡。研究发现，若细胞中 GPX4 表达下调则会对铁死亡更敏感；敲降GPX4即可诱导铁死亡发生；相反，若上调 GPX4 的表达，则会产生对铁死亡的耐受。丁硫氨酸亚砜胺(BSO)可抑制GSH合成、下降GPX4活性，导致铁死亡发生。RSL3可以直接与GPX4蛋白结合使其失活，诱导脂质ROS产生，导致细胞铁死亡发生。另外，过表达GPX4细胞表现出对RSL3的抵抗性，抑制其诱导的细胞铁死亡。

图2 铁死亡通路

（3）ROS调控：诱导铁死亡发生均会导致细胞内脂质ROS升高，从而引起细胞死亡，这也是脂质抗氧化剂可抑制铁死亡的原因。线粒体作为含铁丰富(铁是线粒体氧化呼吸链必需离子)、产生ROS为主的细胞器，被认为是铁死亡发生的重要场所。它既是细胞内产生ROS的重要场所，其脂肪酸代谢又为细胞铁死亡提供特定的脂质前体。p53也能够通过ROS应答和"铁死亡"抑制肿瘤生长。