GPX4：铁死亡研究中的“核心守门人”
在近年来的细胞死亡研究中，铁死亡（Ferroptosis）逐渐成为肿瘤、神经退行性疾病以及药物耐受研究的核心方向之一。而在这一过程中，有一个“关键守门员”始终处于研究中心，他便是GPX4（Glutathione Peroxidase 4）。GPX4是目前公认的铁死亡最核心的抑制因子之一，它通过清除脂质过氧化物，直接决定细胞是否进入铁死亡程序。
源井生物现针对GPX4基因成功构建多个基因敲除细胞，并提供相关CRISPR文库现货产品，如果您也想对GPX4基因展开研究， 欢迎咨询！
GPX4 Knockout cell line (HCT 116)
基因：GPX4
种属：Human
细胞：HCT 116
货号：YKO-H1476
Gpx4 Knockout cell line (RAW 264.7)
基因：Gpx4
种属：Mouse
细胞：RAW 264.7
货号：YKO-M109
Gpx4 Knockout cell line (MDCK(NBL-2))
基因：Gpx4
种属：Mouse
细胞：MDCK(NBL-2)
货号：YKO-M156
GPX4基因信息
基因名称
Glutathione Peroxidase 4
染色体位置
19p13.3
蛋白类型
谷胱甘肽过氧化物酶
亚细胞定位
细胞质 / 线粒体 / 细胞核
主要功能
• 清除脂质ROS
• 抑制脂质过氧化
• 负向调控铁死亡
相关疾病
癌症、神经退行性疾病、缺血再灌注损伤
GPX4基因编辑可行性分析
针对GPX4开展基因编辑（尤其是敲除）前，建议充分评估其致死性、本底表达量及拷贝数。这些核心特征将直接影响后续的编辑策略与实验结果，提前评估可显著降低试错成本。源井生物自研红棉・基因编辑系统，仅需录入基因名称与细胞系信息，即可一键评估目标基因的致死风险、本底表达及拷贝数，助力研究者在编辑前期快速掌握基因特征，为定制编辑方案提供依据。
基因致死性评估
基因表达量
基因拷贝数
评估结果
GPX4基因在HCT 116细胞敲除后评估为
基因致死分数
不同细胞中GPX4基因致死分数
0分
非致死基因
0.5分
界限
1分
致死基因
GPX4基因研究常用细胞模型
肿瘤细胞
神经细胞
缺血再灌注及氧化应激模型
肿瘤细胞
GPX4 是许多肿瘤细胞维持氧化还原稳态的重要保护因子，因此各种肿瘤细胞系都是研究 GPX4 的主要模型，这些细胞广泛用于研究 GPX4 对肿瘤生长、耐药形成及铁死亡敏感性的调控作用。
肺癌
A549 (#YC-C016)
H1299 (#YC-D010)
肝癌
Hep G2 (#YC-C001)
HuH-7 (#YC-D001)
胰腺癌
Panc-1 (#YC-C130)
MIA PaCa-2 (#YC-D041)
乳腺癌
MDA-MB-231 (#YC-D005)
肾透明细胞癌
786-O (#YC-C113)
Caki-1 (#YC-C074)
结肠癌
HCT 116 (#YC-C004)
SW620 (#YC-A058)
GPX4在细胞机制与疾病中的作用
GPX4是细胞抗氧化系统中的核心酶之一，其主要作用是：
抑制脂质过氧化01
GPX4能够将脂质氢过氧化物（Lipid-OOH）还原为无毒的脂质醇，从而阻止脂质ROS的累积。
铁死亡的“刹车系统”02
在铁死亡通路中，细胞内铁离子积累会引发脂质过氧化链式反应，而GPX4是唯一可以直接“刹停”这一过程的关键酶。
因此，GPX4功能丧失 = 铁死亡快速发生
在疾病中的意义03
肿瘤相关：GPX4高表达可帮助肿瘤细胞逃避铁死亡
神经退行性疾病：GPX4功能下降与神经元死亡相关
药物耐受：GPX4被认为是多种耐药机制的关键节点
GPX4的研究进展
首次发现：GPX4是铁死亡型癌细胞死亡的关键调控因子
Regulation of ferroptotic cancer cell death by GPX4.
Yang W.S. et al. Cell, 2014.
研究团队通过靶向代谢组学分析发现，谷胱甘肽耗竭会导致一类化合物引起的谷胱甘肽过氧化物酶（GPXs）失活；同时通过化学蛋白质组学策略发现，GPX4会被第二类化合物直接抑制。GPX4的过表达和敲低会调节12种铁死亡诱导剂的致死性，但对其他11种具有不同致死机制的化合物则没有影响。此外，两种代表性的铁死亡诱导剂在异种移植小鼠肿瘤模型中能够抑制肿瘤生长。在对177种癌细胞系进行灵敏性分析时发现，弥漫性大B细胞淋巴瘤和肾细胞癌尤其易受到GPX4调控的铁死亡影响。基于上述结果，研究指出GPX4是铁死亡型癌细胞死亡的关键调控因子。
点击放大CRISPR全基因组筛选解析铁死亡调控网络：GPX4与SLC7A11核心轴
The CoQ oxidoreductase FSP1 acts parallel to GPX4 to inhibit ferroptosis.
Bersuker K. et al. Nature, 2019.
多项基于CRISPR-Cas9的全基因组筛选研究系统性解析了铁死亡调控网络。结果一致表明，GPX4与SLC7A11构成维持细胞红氧稳态的核心功能轴。当System Xc⁻（SLC7A11）受抑制时，细胞内谷胱甘肽（GSH）耗竭，导致GPX4酶活性无法维持，从而引发不可逆脂质过氧化与细胞死亡。此外，研究进一步揭示FSP1等平行通路可部分补偿GPX4功能缺失。
点击放大GPX4中一个鳍状环状结构是防止铁死亡的神经保护基础
A fin-loop-like structure in GPX4 underlies neuroprotection from ferroptosis.
Lorenz SM, et al.Cell.2026.
研究首次发现GPX4一个独特的结构域对其抑制铁死亡、神经保护表型至关重要。研究聚焦于患者来源的GPX4-R152H错义突变，发现该突变导致早发性神经退行疾病（Sedaghatian型脊椎干骺端发育不良，SSMD）这种罕见病，系统阐明该突变破坏GPX4膜定位、引发神经元铁死亡的机制，同时建立与阿尔茨海默病等神经退行疾病的病理联系。
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