The Journal of Practical Medicine >
Role of ferritinophagy in the pathogenesis of diabetes and its complications： A review of literature
Received date: 2023-07-24
Online published: 2024-02-22
Diabetes mellitus （DM） is a common metabolic disease， and its hyperglycemia can induce many complications and even threaten human health and life. Ferritinophagy， currently a research focus， has been proven to be related to the occurrence and development of DM and its complications. Ferritinophagy， which is cell-selective， is mediated by nuclear receptor coactivator 4 （NCOA4）， which degrades ferritin in autophagosomes and releases excessive iron ions so that irons are overloaded and ROS are accumulated. This process contributes to the upstream ferroptosis. This article reviews the mechanism of ferritinophagy and its pathogenesis in DM and its complications， and further analyzes the effects of regulated ferritinophagy on DM and its complications， providing new insight into the prevention and treatment of DM and its complications.
Jianmei SHI , Xixi WANG , Xiaojie WEI . Role of ferritinophagy in the pathogenesis of diabetes and its complications： A review of literature[J]. The Journal of Practical Medicine, 2024 , 40(3) : 417 -422 . DOI: 10.3969/j.issn.1006-5725.2024.03.024
| 1 | DENG Q ， ZHU Y ， ZHANG M ， et al . Ferroptosis as a potential new therapeutic target for diabetes and its complications［J］. Endocr Connect， 2023， 12（3）： e220419. doi:10.1530/ec-22-0419 |
| 2 | 李英娜，董兰，刘婉珊，等 . 基于生物信息学分析早期糖尿病肾病发病机制［J］. 实用医学杂志， 2022， 38（14）： 1736-1742. doi:10.3969/j.issn.1006?5725.2022.14.005 |
| 3 | TSUKIDA K ， MURAMATSU S I ， OSAKA H ， et al . WDR45 variants cause ferrous iron loss due to impaired ferritinophagy associated with nuclear receptor coactivator 4 and WD repeat domain phosphoinositide interacting protein 4 reduction［J］. Brain Commun， 2022， 4（6）： fcac304. doi:10.1093/braincomms/fcac304 |
| 4 | CHEN X ， YU C ， KANG R ， et al . Cellular degradation systems in ferroptosis［J］. Cell Death Differ， 2021， 28（4）： 1135-1148. doi:10.1038/s41418-020-00728-1 |
| 5 | QIN Y ， QIAO Y ， WANG D ， et al . Ferritinophagy and ferroptosis in cardiovascular disease： Mechanisms and potential applications［J］. Biomed Pharmacother， 2021， 141： 111872. doi:10.1016/j.biopha.2021.111872 |
| 6 | HASAN M ， REDDY S M ， DAS N K . Ferritinophagy is not required for colon cancer cell growth［J］. Cell Biol Int， 2020， 44（11）： 2307-2314. doi:10.1002/cbin.11439 |
| 7 | MANCIAS J D ， WANG X ， GYGI S P ， et al . Quantitative proteomics identifies NCOA4 as the cargo receptor mediating ferritinophagy［J］. Nature， 2014， 509（7498）： 105-109. doi:10.1038/nature13148 |
| 8 | SANTANA-CODINA N ， MANCIAS J . The Role of NCOA4-Mediated Ferritinophagy in Health and Disease［J］. Pharmaceuticals， 2018， 11（4）： 114. doi:10.3390/ph11040114 |
| 9 | MANCIAS J D ， PONTANO VAITES L ， NISSIM S ， et al . Ferritinophagy via NCOA4 is required for erythropoiesis and is regulated by iron dependent HERC2-mediated proteolysis［J］. Elife， 2015， 4：e10308. doi:10.7554/elife.10308 |
| 10 | MOU Y ， WU J ， ZHANG Y ， et al . Low expression of ferritinophagy-related NCOA4 gene in relation to unfavorable outcome and defective immune cells infiltration in clear cell renal carcinoma［J］. BMC Cancer， 2021， 21（1）： 18. doi:10.1186/s12885-020-07726-z |
| 11 | YANG Y ， CHENG J ， LIN Q ， et al . Autophagy-dependent ferroptosis in kidney disease［J］. Front Med （Lausanne）， 2022， 9： 1071864. doi:10.3389/fmed.2022.1071864 |
| 12 | HE J ， LI Z ， XIA P ， et al . Ferroptosis and ferritinophagy in diabetes complications［J］. Mol Metab， 2022， 60： 101470. doi:10.1016/j.molmet.2022.101470 |
| 13 | GRYZIK M ， ASPERTI M ， DENARDO A ， et al . NCOA4-mediated ferritinophagy promotes ferroptosis induced by erastin， but not by RSL3 in HeLa cells［J］. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res， 2021， 1868（2）： 118913. doi:10.1016/j.bbamcr.2020.118913 |
| 14 | HOU W ， XIE Y ， SONG X ， et al . Autophagy promotes ferroptosis by degradation of ferritin［J］. Autophagy， 2016， 12（8）： 1425-1428. doi:10.1080/15548627.2016.1187366 |
| 15 | ZUO Y ， XIE J ， LI X ， et al . Ferritinophagy-Mediated Ferroptosis Involved in Paraquat-Induced Neurotoxicity of Dopaminergic Neurons： Implication for Neurotoxicity in PD［J］. Oxid Med Cell Longev， 2021，2021： 9961628. doi:10.1155/2021/9961628 |
| 16 | BIASIOTTO G ， DI LORENZO D ， ARCHETTI S ， et al . Iron and Neurodegeneration： Is Ferritinophagy the Link？［J］. Mol Neurobiol， 2016， 53（8）： 5542-5574. doi:10.1007/s12035-015-9473-y |
| 17 | 梁译丹， 覃王， 黄豪， 等 . 自噬通过降解铁蛋白促进神经元铁死亡参与蛛网膜下腔出血后早期脑损伤 ［J］. 第三军医大学学报， 2019， 41（15）： 1407-1414. |
| 18 | SUI S ， ZHANG J ， XU S ， et al . Ferritinophagy is required for the induction of ferroptosis by the bromodomain protein BRD4 inhibitor （+）-JQ1 in cancer cells［J］. Cell Death Dis， 2019， 10（5）： 331. doi:10.1038/s41419-019-1564-7 |
| 19 | KAN X ， YIN Y ， SONG C ， et al . Newcastle-disease-virus-induced ferroptosis through nutrient deprivation and ferritinophagy in tumor cells［J］. iScience， 2021， 24（8）： 102837. doi:10.1016/j.isci.2021.102837 |
| 20 | ZHOU Y . The Protective Effects of Cryptochlorogenic Acid on beta-Cells Function in Diabetes in vivo and vitro via Inhibition of Ferroptosis［J］. Diabetes Metab Syndr Obes， 2020， 13： 1921-1931. doi:10.2147/dmso.s249382 |
| 21 | IKEDA Y ， WATANABE H ， SHIUCHI T ， et al . Deletion of H-ferritin in macrophages alleviates obesity and diabetes induced by high-fat diet in mice［J］. Diabetologia， 2020， 63（8）： 1588-1602. doi:10.1007/s00125-020-05153-0 |
| 22 | HAMAD M ， MOHAMMED A K ， HACHIM M Y ， et al . Heme Oxygenase-1 （HMOX-1） and inhibitor of differentiation proteins （ID1， ID3） are key response mechanisms against iron-overload in pancreatic beta-cells［J］. Mol Cell Endocrinol， 2021， 538： 111462. doi:10.1016/j.mce.2021.111462 |
| 23 | YANG J ， LIU Z . Mechanistic Pathogenesis of Endothelial Dysfunction in Diabetic Nephropathy and Retinopathy［J］. Front Endocrinol， 2022， 25， 13： 816400. doi:10.3389/fendo.2022.816400 |
| 24 | HAN Y P ， LIU L J ， YAN J L ， et al . Autophagy and its therapeutic potential in diabetic nephropathy［J］. Front Endocrinol （Lausanne）， 2023， 14： 1139444. doi:10.3389/fendo.2023.1139444 |
| 25 | CHEN J ， OU Z， GAO T ， et al . Ginkgolide B alleviates oxidative stress and ferroptosis by inhibiting GPX4 ubiquitination to improve diabetic nephropathy［J］. Biomed Pharmacother， 2022， 156： 113953. doi:10.1016/j.biopha.2022.113953 |
| 26 | WANG Y ， YUE S ， CAI F ， et al . Treatment of berberine alleviates diabetic nephropathy by reducing iron overload and inhibiting oxidative stress［J］. Histol Histopathol， 2023： 18599. |
| 27 | HUANG D ， SHEN P ， WANG C ， et al . Calycosin plays a protective role in diabetic kidney disease through the regulation of ferroptosis［J］. Pharm Biol， 2022， 60（1）： 990-996. doi:10.1080/13880209.2022.2067572 |
| 28 | SUN J ， XU J ， LIU Y ， et al . Exogenous spermidine alleviates diabetic cardiomyopathy via suppressing ROS， ERS and Pannexin-1-mediated ferroptosis［J］. Biomol Biomed， 2023， 18： 33-42. doi:10.17305/bb.2022.8846 |
| 29 | 李浩甲， 杨文曲， 韩冲芳， 等 . 去铁胺对糖尿病大鼠心肌细胞铁死亡通路的影响 ［J］ 医学研究杂志， 2020， 49（9）： 116-119. |
| 30 | YARAHMADI A ， SAEED MODAGHEGH M H ， MOSTAFAVI-POUR Z ， et al . The effect of platelet-rich plasma-fibrin glue dressing in combination with oral vitamin E and C for treatment of non-healing diabetic foot ulcers： a randomized， double-blind， parallel-group， clinical trial［J］. Expert Opin Biol Ther， 2021， 21（5）： 687-696. doi:10.1080/14712598.2021.1897100 |
| 31 | 王澄 陈， 杨川，梁平， 等 . 中老年糖尿病足患者膳食营养摄入状况调查［J］. 实用医学杂志， 2021， 37（20）： 2681-2686. |
| 32 | WEI X ， LIU M ， ZHENG Z ， et al . Defective NCOA4-dependent ferroptosis in senescent fibroblasts retards diabetic wound healing［J］. Cell Death Discov， 2023， 9（1）： 138. doi:10.1038/s41420-023-01437-7 |
| 33 | SUN X ， WANG X ， ZHAO Z ， et al . Paeoniflorin accelerates foot wound healing in diabetic rats though activating the Nrf2 pathway［J］. Acta Histochem， 2020， 122（8）： 151649. doi:10.1016/j.acthis.2020.151649 |
| 34 | TIAN L R H ， QI J ， et al . Berberine elevates mitochondrial membrane potential and decreases reactive oxygen species by inhibiting the Rho/ROCK pathway in rats with diabetic encephalopathy［J］. Mol Pain， 2021， 17： 1744806921996101. doi:10.1177/1744806921996101 |
| 35 | ZHANG W ， CHEN S ， ZHUANG X . Research Progress on Lipocalin-2 in Diabetic Encephalopathy［J］. Neuroscience， 2023， 515： 74-82. doi:10.1016/j.neuroscience.2023.02.011 |
| 36 | LI L ， CHEN J ， ZHOU Y ， et al . Artesunate alleviates diabetic retinopathy by activating autophagy via the regulation of AMPK/SIRT1 pathway［J］. Arch Physiol Biochem， 2021， 129（4）： 943-950. |
| 37 | SINGH LP Y T ， DEVI T S . Mitophagy， Ferritinophagy and Ferroptosis in Retinal Pigment Epithelial Cells Under High Glucose ConditionsImplications for Diabetic Retinopathy and AgeRelated Retinal Diseases［J］. JOJ Ophthalmol， 2021， 8（5）： 77-85. doi:10.19080/jojo.2021.08.555748 |
| 38 | YU F ， WANG C ， SU Y ， et al . Comprehensive analysis of ferritinophagy-related genes and immune infiltration landscape in diabetic retinopathy［J］. Front Endocrinol （Lausanne）， 2023， 14： 1177488. doi:10.3389/fendo.2023.1177488 |
| 39 | AGOCHUKWU-MMONU N ， POP-BUSUI R ， WESSELLS H ， et al . Autonomic neuropathy and urologic complications in diabetes［J］. Auton Neurosci， 2020， 229： 102736. doi:10.1016/j.autneu.2020.102736 |
| 40 | 孙洪平，陈国芳， 刘超 . 糖尿病心脏自主神经病变的新认识［J］. 中国实用内科杂志， 2022， 42（11）： 951-955. |
/
| 〈 |
|
〉 |