Imidazole Ketone Erastin (IKE)：体内外双效铁死亡诱导剂

产品背景与定位

Imidazole Ketone Erastin（简称IKE，货号：27088）由艾美捷代理的cayman推出，是第二代铁死亡诱导剂，为经典Erastin的咪唑酮衍生物。相较于母体化合物，IKE在效力和代谢稳定性方面均有显著提升。其名称中的“Imidazole Ketone”反映了分子结构中引入的咪唑酮官能团，该修饰增强了化合物对system xc-胱氨酸/谷氨酸转运体的抑制活性和药代动力学特性。

作用机制：靶向system xc-转运体

IKE的核心作用机制与Erastin一致，即抑制system xc-胱氨酸/谷氨酸反向转运体。该转运体由轻链亚基xCT（SLC7A11）和重链亚基4F2hc（SLC3A2）组成，负责将细胞外胱氨酸（半胱氨酸的二硫化物形式）与细胞内谷氨酸进行1:1交换。胱氨酸是谷胱甘肽（GSH）合成的关键前体，GSH则是GPX4清除脂质过氧化物的必要辅因子。IKE对system xc-的抑制导致：

胱氨酸摄取阻断：细胞无法获得足够的胱氨酸

GSH耗竭：GSH水平下降，IC50为34 nM（在SUDHL6细胞中）

脂质活性氧积累：脂质ROS浓度依赖性增加

铁死亡启动：膜脂过氧化达到致死阈值

生物学活性与效力参数

谷氨酸释放抑制

在人CCF-STTG1星形胶质细胞瘤细胞中，IKE抑制谷氨酸释放的半数抑制浓度（IC50）为30 nM。这一检测体系直接反映system xc-转运体的功能状态——转运体活性越高，谷氨酸释放速率越快；IKE处理后谷氨酸释放减少，证实其对转运体的高效阻断。

谷胱甘肽水平降低

在SUDHL6弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）细胞中，IKE以浓度依赖性方式降低GSH水平，IC50为34 nM。这一数据与谷氨酸释放抑制的IC50处于同一数量级，表明机制的一致性。

脂质活性氧生成

相同细胞体系中，IKE诱导脂质ROS产生呈浓度依赖性增加。脂质ROS是铁死亡的直接执行者，其积累水平与细胞死亡程度高度相关。

抗增殖活性

HT-1080纤维肉瘤细胞：半数生长抑制浓度（GI50）= 310 nM

HRAS[G12V]过表达BJeLR细胞：IC50 = 3 nM

值得注意的是，IKE对HRAS突变过表达细胞表现出极高效力（3 nM），远低于HT-1080细胞中的310 nM。这一差异可能反映了不同细胞背景中system xc-的依赖性程度、基础GSH水平或铁死亡易感性的不同。

体内抗肿瘤药效

在SUDHL6小鼠异种移植模型中，IKE显示了明确的体内抗肿瘤活性：

剂量 | 给药方案 | 观察结果

23 mg/kg | 未明确（应为腹腔或静脉注射） | 肿瘤生长显著减少

40 mg/kg | 同上 | 肿瘤生长进一步抑制

该体内数据证明，IKE不仅具有体外高活性，其药代动力学特性亦支持全身给药后的肿瘤暴露。相较于母体化合物Erastin（体内稳定性差、生物利用度低），IKE是更适用于体内铁死亡研究的工具分子。

化学与物理性质

分子信息：

分子式：C35H35ClN6O5

分子量：655.1

纯度：≥98%

物理形态：结晶性固体

溶解度（不同溶剂体系）：

溶剂体系 | 溶解度

DMF | 10 mg/ml

DMSO | 1 mg/ml

DMSO:PBS (pH 7.2) (1:2) | 0.25 mg/ml

注意事项：IKE在纯DMSO中的溶解度（1 mg/ml）低于其母体Erastin，在配制储备液时需充分超声助溶。DMF可提供更高溶解度（10 mg/ml），适用于需要高浓度储备液的实验。

光谱特征：最大吸收波长（λmax）为227 nm和275 nm。

储存与运输条件

储存温度：-20°C，密封避光保存，建议分装以避免反复冻融

运输条件：美国大陆地区使用湿冰运输（不同于Erastin和RSL3的室温运输），表明该化合物在室温下稳定性可能较低；其他地区以实际运输条件为准

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. 体外铁死亡诱导浓度范围：

初步筛选：0.1–10 ?M（适用于大多数细胞系）

高敏感性细胞（如HRAS过表达BJeLR）：1–100 nM

GSH耗竭检测：推荐34 nM附近进行梯度滴定

2. 体内实验剂量：

参考SUDHL6异种移植模型，起始剂量可设为20–40 mg/kg

给药途径：腹腔注射（i.p.）通常为首选，IKE在生理盐水或含少量DMSO/PEG的溶媒中配制

给药频率：常见方案为每日一次或隔日一次，需根据预实验调整

3. 溶剂选择：

储备液（>10 mM）：使用DMF（10 mg/ml ≈ 15.3 mM）

工作液（<1 mM）：可用DMSO配制后稀释至细胞培养基中，注意DMSO终浓度不超过0.1%以避免细胞毒性

体内注射溶媒：推荐使用DMSO:PEG300:生理盐水（10:40:50）或含5% DMSO+30% PEG400+65% PBS的混合溶媒

4. 机制验证：

铁死亡特异性拮抗剂：Ferrostatin-1（1–10 ?M）、Liproxstatin-1（0.1–1 ?M）可逆转IKE效应

抗氧化剂：Trolox（100 ?M）、维生素E亦可部分抑制

螯合剂：去铁胺（DFO，100 ?M）可螯合铁离子，阻断铁死亡执行

5. 检测指标建议：

GSH/GSSG比值测定（生化试剂盒）

脂质ROS检测（C11-BODIPY 581/591荧光探针）

丙二醛（MDA）或4-羟基壬烯醛（4-HNE）含量测定

细胞活力检测（CCK-8或PI染色，需注意死细胞碎片干扰）

研究应用领域

IKE因其高效力（低纳摩尔级IC50）和体内活性，已成为铁死亡研究的重要工具，广泛应用于：

肿瘤治疗：尤其是淋巴瘤、纤维肉瘤、RAS突变驱动的实体瘤

耐药机制研究：凋亡耐药肿瘤细胞中铁死亡诱导策略的开发

联合用药：与放疗、化疗、靶向治疗（如索拉非尼）协同诱导铁死亡

疾病模型验证：在异种移植瘤、原位瘤模型中评估铁死亡的治疗潜力

文献参考：

1. Zhang, Y., Tan, H., Daniels, J.D., et al. Imidazole ketone erastin induces ferroptosis and slows tumor growth in a mouse lymphoma model. Cell Chem. Biol. 26(5), 623-633 (2019).

2. Larraufie, M.-H., Yang, W.S., Jiang, E., et al. Incorporation of metabolically stable ketones into a small molecule probe to increase potency and water solubility. Bioorg. Med. Chem. Lett. 25(21), 4787-4792 (2015).