Deferoxamine（去铁胺）：螯合循环游离铁，减轻铁介导的病理损伤

产品背景与概述

Deferoxamine（去铁胺，货号：14595）由艾美捷代理的cayman推出，是一种来源于细菌的铁载体（siderophore），具有高亲和力的铁离子螯合能力。该化合物在临床上用于治疗铁过载相关疾病（如地中海贫血），在基础研究中则作为铁依赖性脯氨酰羟化酶（prolyl hydroxylases）抑制剂和缺氧诱导因子（HIF）稳定剂被广泛应用。本产品为科研级别（纯度≥95%），不适用于人类或兽医用途，仅供实验研究使用。

作用机制：铁螯合与HIF信号通路调控

铁螯合活性

Deferoxamine通过其异羟肟酸基团以1:1的化学计量比高亲和力结合游离铁离子（Fe??），形成稳定的铁胺复合物。这一螯合作用可：

耗竭细胞内可利用铁池：减少铁参与氧化还原反应和酶催化过程

抑制铁依赖的酶活性：尤其是含铁或依赖于铁作为辅因子的酶类

脯氨酰羟化酶抑制与HIF稳定

在正常氧分压（常氧）条件下，缺氧诱导因子（HIF-α亚基）被脯氨酰羟化酶（PHDs，prolyl hydroxylase domain-containing enzymes） 羟基化，随后经泛素-蛋白酶体途径降解。PHDs是铁和2-氧戊二酸依赖的双加氧酶——其活性中心含铁离子，需Fe??作为辅因子。

Deferoxamine通过螯合铁离子，抑制PHD活性（EC50 = 17.8 ?M），阻断HIF-α的羟基化，从而阻止常氧下HIF-α的降解。稳定后的HIF-α转位进入细胞核，与HIF-β形成活性转录复合物，启动一系列缺氧响应基因的表达（如促红细胞生成素EPO、血管内皮生长因子VEGF、葡萄糖转运体GLUT1等）。

这一机制使Deferoxamine成为一种化学缺氧模拟剂（chemical hypoxia mimetic），在不降低实际氧浓度的情况下激活HIF信号通路。

应用场景拓展

基于上述机制，Deferoxamine已被用于研究：

铁代谢调控

HIF通路在疾病（如肿瘤、缺血、贫血）中的功能

铁过载相关疾病的病理机制

产品描述中指出，其在以循环铁水平升高为特征的疾病（如重型地中海贫血）中具有应用价值。

生物学活性关键参数

脯氨酰羟化酶抑制EC50：17.8 ?M（体外实验）

主要作用结果：常氧条件下HIF-α亚型（如HIF-1α、HIF-2α）稳定积累

铁螯合亲和力：对Fe??的亲和常数（Kd）约为10??? M，极高特异性

化学与物理性质

分子信息：

系统命名：N?-[5-[[4-[[5-(乙酰羟氨基)戊基]氨基]-1,4-二氧代丁基]羟氨基]戊基]-N?-(5-氨基戊基)-N?-羟基-丁二酰胺，单甲磺酸盐

CAS号：138-14-7

分子式：C25H48N6O8·CH3SO3H（甲磺酸盐形式）

分子量：656.8

纯度：≥95%

同义名：Ba 33112, DFO, DFOM, DFX, NSC 644468

物理形态：结晶性固体

溶解度（关键参数）：

溶剂体系 溶解度 备注

DMSO 5 mg/ml 约7.6 mM

PBS (pH 7.2) 5 mg/ml 可直接溶于生理缓冲液，便于细胞和动物实验

溶解特性优势：Deferoxamine是少有的可直接溶于PBS缓冲液的铁螯合剂，无需有机溶剂助溶，极大方便了生理条件下的实验设计（避免DMSO等溶剂对细胞的潜在影响）。

储存与运输条件

储存温度：-20°C。建议干燥、避光保存，防止吸潮和降解。

运输条件：美国大陆地区可室温运输；其他地区可能有所不同，以实际订单信息为准。

使用限制

重要警告：本产品仅供科研使用，不适用于人类或兽医用途。尽管Deferoxamine是临床批准的药物（如Desferal?），但此科研规格产品未经药典标准认证，不可用于人体。

功能性应用指南

1. HIF信号通路激活实验（核心用途）

工作浓度：50–500 ?M（常见推荐100–200 ?M），EC50为17.8 ?M，但完全稳定HIF-α可能需要更高浓度或更长处理时间。

处理时间：HIF-1α蛋白积累在2–6小时达到峰值，随后可能因负反馈调节而下降。

阳性对照：CoCl?（100–200 ?M，化学缺氧剂）或实际低氧培养（1% O?）。

检测指标：Western blot检测HIF-1α/HIF-2α蛋白水平；qPCR或报告基因检测下游靶基因（VEGF、EPO、LDHA、GLUT1等）。

2. 铁依赖性酶的抑制

脯氨酰羟化酶活性检测：可使用商业化PHD活性检测试剂盒，在反应体系中加入Deferoxamine，观察羟基化产物减少。

其他铁依赖性酶：如核糖核苷酸还原酶（RNR）、某些脂氧合酶（LOXs）等，可根据需要测试抑制效应。

3. 铁过载细胞模型中的铁螯合

浓度范围：10–200 ?M。高浓度（>100 ?M）可显著降低细胞内铁含量。

处理时间：24–72小时以观察到铁相关蛋白（如铁蛋白、转铁蛋白受体）的表达改变。

验证方法：使用FerroOrange（Fe??探针）或Calcein-AM（铁猝灭荧光恢复法）检测细胞内不稳定铁池（LIP）的变化。

4. 抗氧化/促氧化双向作用注意事项

Deferoxamine作为铁螯合剂，可减少铁催化的Fenton反应，降低羟基自由基（·OH）生成，因此在一定条件下表现为抗氧化。但长期或高剂量螯合铁可能干扰含铁酶的生理功能，导致细胞毒性。在实验设计中应：

设置浓度梯度（10、50、100、200 ?M）确定合适工作浓度

同时监测细胞活力（CCK-8或MTT）

联用外源铁（如柠檬酸铁铵，FAC）可逆转Deferoxamine效应，用于机制验证

5. 与其他铁死亡调节剂的联用

铁死亡诱导剂（Erastin、RSL3、FINO2）：Deferoxamine通过螯合铁离子可抑制铁死亡，常作为铁依赖性验证的阳性对照（与Ferrostatin-1并列）。

对比说明：Ferrostatin-1作用于脂质过氧化链式反应（自由基捕获），而Deferoxamine作用于上游（铁供应）。两者均可抑制铁死亡，但机制不同，联用具有协同阻断效果。

6. 溶剂配制与储存注意事项

溶解方法：可直接溶于PBS（pH 7.2）或DMSO至5 mg/ml。推荐使用PBS溶解，避免DMSO对敏感细胞的影响。

储备液保存：PBS溶解后建议分装冻存于-20°C，避免反复冻融。溶液在室温下数小时稳定，但长期保存应冷冻。

工作液稳定性：在含血清的细胞培养基中，Deferoxamine会与转铁蛋白竞争铁离子，部分被结合，可能需要适当提高浓度。

7. 动物实验应用参考

给药途径：腹腔注射（i.p.）或皮下注射（s.c.）为常用。Deferoxamine的水溶性使其易于配制为生理盐水溶液。

剂量参考：文献中常用剂量范围为50–200 mg/kg/天（小鼠）。具体剂量需根据模型和给药方案优化。

用途示例：

急性铁过载模型中减少铁介导的氧化损伤

缺血预处理中激活HIF通路诱导保护效应

肿瘤研究中探究铁剥夺对肿瘤生长的抑制作用

8. 常见实验误区避免

误解1：Deferoxamine仅用于铁过载疾病模型 → 纠正：它更是HIF信号通路的化学激活剂，广泛用于缺氧/常氧下的通路研究。

误解2：Deferoxamine对任何铁依赖性酶都有相同效力 → 纠正：不同酶的铁亲和力和微环境不同，抑制效果可能有差异。PHDs对其敏感（EC50 17.8 ?M），而某些其他酶可能需要更高浓度。

误解3：Deferoxamine作用只与铁螯合有关 → 纠正：虽主要机制为铁螯合，但长期处理可能影响其他金属离子（如锌、铜）平衡，需注意特异性验证（使用选择性金属螯合剂作对照）。

文献参考：

1. Steinmetz, W.L., Glick, M.R., and Oei, T.O. Modified aca method for determination of iron chelated by deferoxamine and other chelators. Clin. Chem. 26(11), 1593-1597 (1980).

2. Theriault, J.R., Felts, A.S., Bates, B.S., et al. Discovery of a new molecular probe ML228: An activator of the hypoxia inducible factor (HIF) pathway. Bioorg. Med. Chem. Lett. 22(1), 76-81 (2012).

3. Jaakkola, P., Mole, D.R., Tian, Y.M., et al. Targeting of HIF-α to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation. Science 292(5516), 468-472 (2001).

4. Sandau, K.B., Zhou, J., Kietzmann, T., et al. Regulation of the hypoxia-inducible factor 1α by the inflammatory mediators nitric oxide and tumor necrosis factor-α in contrast to desferroxamine and phenylarsine oxide. The Journal of Biological Chemisty 276(43), 39805-39811 (2001).

5. Neufeld, E.J. Update on iron chelators in thalassemia. Hematology Am. Soc. Hematol. Educ. Program 2010, 451-455 (2010).