Ferrostatin-1（Fer-1）：神经退行性疾病与肾损伤保护工具

产品背景与定位

Ferrostatin-1（简称Fer-1，货号：17729）由艾美捷代理的cayman推出，是首个被报道的铁死亡特异性抑制剂，也是该领域应用最广泛的工具化合物之一。铁死亡（ferroptosis）是一种铁依赖性的、以脂质过氧化积累为特征的调节性细胞死亡形式，在肿瘤抑制、神经退行性疾病、缺血再灌注损伤等多种病理过程中发挥重要作用。Ferrostatin-1的出现为铁死亡的功能性研究提供了关键的反向验证工具——通过其特异性阻断效应，可明确判定某一细胞死亡事件是否经由铁死亡途径介导。

作用机制：脂质过氧化链式反应的捕获者

Ferrostatin-1的核心作用机制是通过捕获过氧自由基（peroxyl radicals）抑制脂质自氧化，从而阻断铁死亡的执行阶段。与上游调控铁死亡的不同：

不作用于铁代谢或胱氨酸摄取：Ferrostatin-1不改变细胞铁水平或system xc-转运体活性

直接作用于脂质过氧化链式反应：作为自由基捕获型抗氧化剂（radical-trapping antioxidant），其芳香胺结构可高效中和脂质过氧自由基，中断脂质过氧化的链式传播

非广谱抗氧化剂：不同于Trolox或维生素E等普通抗氧化剂，Ferrostatin-1对铁死亡具有高度选择性，对过氧化氢（H?O?）、鱼藤酮（线粒体复合物I抑制剂）或星形孢菌素（广谱激酶抑制剂、凋亡诱导剂）诱导的细胞死亡无保护作用

这一选择性特征使Ferrostatin-1成为鉴别铁死亡的关键工具：若某化合物诱导的细胞死亡可被Ferrostatin-1抑制，但不能被普通凋亡/坏死抑制剂阻断，则该死亡事件极有可能为铁死亡。

生物学活性数据

体外抑制效力

在HT-1080人纤维肉瘤细胞中，0.5 ?M Ferrostatin-1即可抑制由以下铁死亡诱导剂引发的细胞死亡：

Erastin（system xc-抑制剂）：EC50 = 60 nM（抑制铁死亡的半数有效浓度）

RSL3（GPX4抑制剂）：同样可被抑制

而对过氧化氢（氧化应激）、鱼藤酮（线粒体毒性）和星形孢菌素（凋亡）诱导的死亡无抑制作用，进一步确认了其铁死亡特异性。

活性氧与脂质过氧化抑制

在HT-1080细胞中，0.5 ?M Ferrostatin-1可抑制Erastin诱导的：

活性氧（ROS）生成

脂质过氧化

组织与疾病模型中的保护作用

模型 浓度 保护效应

亨廷顿病细胞模型 浓度依赖性 增加细胞存活

脑室周围白质软化（PVL）模型 浓度依赖性 神经保护

肾近端小管损伤模型 浓度依赖性 减轻铁死亡介导的肾小管损伤

大鼠器官型海马脑片培养（OHSC） 2 ?M 抑制L-谷氨酸诱导的细胞死亡（谷氨酸兴奋性毒性模型中铁死亡成分）

物理化学抗氧化机制

体外生化研究证实，Ferrostatin-1通过捕获过氧自由基直接抑制脂质自氧化，不依赖细胞内的酶系统。这一特性使其在无细胞脂质过氧化体系中同样有效。

化学与物理性质

分子信息：

系统命名：3-氨基-4-(环己基氨基)-苯甲酸乙酯

CAS号：347174-05-4

分子式：C15H22N2O2

分子量：262.4

纯度：≥98%

同义名：Fer-1

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

DMF 30 mg/ml 最佳溶剂，约114 mM

DMSO 10 mg/ml 常用储备液，约38 mM

乙醇 10 mg/ml 约38 mM

DMF:PBS (1:4, pH 7.2) 0.2 mg/ml 缓冲液中溶解度低

光谱特征：最大吸收波长（λmax）为217 nm、245 nm和323 nm，可用于浓度检测和纯度验证。

SMILES/InChi：已提供标准标识符。

储存与运输条件

储存温度：-20°C。长期储存建议分装后冷冻，避免反复冻融。Ferrostatin-1在溶液中稳定性较好，但避光保存可延长使用寿命。

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。

功能性应用建议

基于上述技术参数，推荐以下使用策略：

1. 铁死亡机制验证（最关键用途）

工作浓度：0.5–2 ?M（体外细胞实验）；多数研究中1 ?M即可有效抑制铁死亡

预处理时间：建议在铁死亡诱导剂给药前30–60分钟加入Ferrostatin-1

阳性对照：Erastin（1–10 ?M）或RSL3（0.1–1 ?M）诱导铁死亡，Ferrostatin-1应完全阻断

阴性对照：使用凋亡诱导剂（如星形孢菌素1 ?M）或坏死诱导剂，确认Ferrostatin-1无保护作用

2. 与其他铁死亡抑制剂的比较

抑制剂 作用靶点 特点 联用建议

Ferrostatin-1 捕获过氧自由基 作用在脂质过氧化水平，特异性高 首选验证工具

Liproxstatin-1 捕获过氧自由基 效力更高（纳摩尔级） 可作为Fer-1的补充

去铁胺（DFO） 螯合铁离子 阻断上游铁依赖 验证铁依赖性

Trolox（维生素E类似物） 广谱抗氧化 特异性差 不作为铁死亡特异性验证

3. 浓度梯度与细胞毒性评估

推荐测试范围：0.1–10 ?M

细胞毒性：Ferrostatin-1在≤10 ?M浓度下对大多数细胞系无明显细胞毒性，但建议设置溶剂对照

最佳抑制浓度因细胞系和诱导剂类型而异：Erastin诱导模型中0.5 ?M通常足够；某些模型中可能需要2 ?M

4. 溶剂配制与储存注意事项

储备液配制：

DMSO：溶解至10 mg/ml（38.1 mM），分装后-20°C保存

DMF：溶解至30 mg/ml（114.3 mM），适合需要更高浓度的实验

工作液稀释：用细胞培养基稀释至目标浓度，保持DMSO终浓度≤0.1%

缓冲液限制：避免在高浓度PBS缓冲液中直接稀释——DMF:PBS (1:4) 中溶解度仅0.2 mg/ml，易析出

光敏感性：Ferrostatin-1对光敏感？尽管未明确标注，建议避光保存和操作

5. 检测指标搭配使用

脂质过氧化检测：C11-BODIPY 581/591探针；Ferrostatin-1预处理应完全阻断铁死亡诱导剂引起的荧光变化

ROS检测：DCFH-DA；同样应被Ferrostatin-1抑制

细胞活力检测：CCK-8、MTT或PI染色；建议同时使用Ferrostatin-1与诱导剂共处理组，并与单独诱导剂组比较

GSH水平：Ferrostatin-1本身不恢复GSH（因作用在下游），但可保护细胞免于死亡

6. 组织切片与体内实验注意事项

器官型脑片培养（OHSC）：2 ?M Ferrostatin-1可抑制L-谷氨酸诱导的细胞死亡。建议预处理1小时，维持整个处理周期。

体内应用潜力：Ferrostatin-1在体内具有活性（如肾损伤模型中浓度依赖性保护），但其药代动力学特性（半衰期、生物利用度）相对有限，体内使用时需较高剂量或频繁给药。Liproxstatin-1在某些体内模型中可能更优。

动物实验剂量参考：文献中常用剂量为5–20 mg/kg（腹腔注射），具体需根据模型优化。

7. 常见实验误区避免

误解1：Ferrostatin-1可抑制所有氧化应激诱导的死亡 → 错误。它对过氧化氢、鱼藤酮等无保护作用，仅特异性抑制铁死亡。

误解2：Ferrostatin-1恢复GSH水平 → 错误。其作用在脂质过氧化水平，不影响上游GSH合成。

误解3：Ferrostatin-1与Trolox或维生素E等效 → 部分错误。虽同为抗氧化剂，但Fer-1对铁死亡的选择性远高于普通抗氧化剂，后者可能同时干扰其他氧化还原信号通路。

文献参考：

1. Dixon, S.J., Lemberg, K.M., Lamprecht, M.R., et al. Ferroptosis: An iron-dependent form of non-apoptotic cell death. Cell 149(5), 1060-1072 (2012).

2. Skouta, R., Dixon, S.J., Wang, J., et al. Ferrostatins inhibit oxidative lipid damage and cell death in diverse disease models. J. Am. Chem. Soc. 136(12), 4551-4556 (2014).

3. Zilka, O., Shah, R., Li, B., et al. On the mechanism of cytoprotection by ferrostatin-1 and liproxstatin-1 and the role of lipid peroxidation in ferroptotic cell death. ACS Cent. Sci. 3(3), 232-243 (2017).