目的铁死亡是通过铁离子紊乱造成的脂质过氧化物积累引起细胞氧化性损伤的一种细胞死亡新方式。纳米氧化铁颗粒作为一种外源性的铁剂,在工业、医疗以及生活中存在诸多的暴露来源。本研究关注纳米氧化铁进入细胞后,对细胞内铁代谢过程的扰动以及对细胞铁死亡过程的影响,相关结果对于理解纳米氧化铁颗粒引起的细胞毒性具有重要意义。材料和方法本研究中利用超小氧Compound 3临床试验化铁纳米颗粒,对MDA-MB-231细胞进行染毒,利用同步辐射技术X射线近边吸收谱解析纳米氧化铁颗粒在细胞中的代谢过程以及细胞内铁化学形态Medical masks的变化。利用免疫蛋白印迹以及荧光定量PCR的方法对铁代谢关键基因和蛋白的表达情况进行了定量分析,结合高内涵分析技术、流式细胞术以及生物电镜等手段确定细胞内铁死亡的激活状态。结果超小氧化铁纳米颗粒进入细胞内,逐渐由Fe_3O_4形态转化成Fe-COO-的形态,也就是以铁蛋白的形式储存在细胞内。在铁元素价态转化的过程中,Fe~(2+)也是其存在的主要形式之一,暴露24小时后,细胞内铁元素主要以铁蛋白形式存在,仅保留部分超小Fe_3O_4纳米颗粒形态。铁蛋白基因表达与作用时间存在时间依赖关系,TfR的表达逐渐降低,FTH的蛋白表达逐渐增加。部分纳米氧化铁颗粒可通过转铁蛋白介导进入细胞内。氧化铁纳米颗粒暴露后,细胞内谷胱甘肽消耗增加,GPX4活力降低,细胞内过氧化脂质堆积,细胞线粒体皱缩,脊结构减少,提示铁死亡过程被激活。结论纳米氧化铁颗粒暴露细胞后,可导致胞内铁过载的发生,使铁代谢紊乱。谷胱甘肽消耗,活性氧累积到膜上形成脂质过氧化物诱导细胞铁死亡通路激活。本研究为纳米氧化铁颗粒毒性评价提供研究基础,也为职业场所中因暴露氧化FG-4592采购铁颗粒引起机体损伤提供新的研究思路。