近日，我校生命科学学院刘罡研究员/化学学院江秀梅副教授研究团队在铁硫代谢领域取得系列重要研究进展。研究团队围绕铁硫代谢开展系统性、多维度攻关，从肿瘤线粒体稳态调控、纳米生物毒理、造血细胞分化，再到媒介生物防控逐层突破，取得一系列原创性研究成果，相关论文相继发表于Nature Communications、ACS Nano、eLife、Nano Today 等国际知名期刊，多项新机制、新技术为相关领域发展提供了全新思路与理论支撑。

铁硫簇及其结合蛋白是生物体内不可或缺的核心辅因子，广泛参与能量代谢、氧化应激应答、蛋白质稳态维持、细胞分化等核心生命进程，在动植物及微生物的生理活动与病理变化中均扮演着关键角色。如今，围绕铁硫代谢开展基础研究与应用探索，已成为生命科学、纳米生物、交叉农学等多领域的前沿研究方向。现有研究证实，铁硫蛋白功能紊乱与肿瘤、血液病、生物行为异常等多种疾病密切相关，但铁硫簇组装调控机理、铁硫蛋白的非经典功能、金属离子相互规律以及靶向应用技术等一系列关键科学问题仍亟待破解，这也是目前制约该领域发展的核心瓶颈。

线粒体是肿瘤细胞赖以生存的核心细胞器，线粒体蛋白稳态与线粒体自噬之间的协同调控机制，一直是肿瘤生物学领域的研究难点。针对上述科学挑战，研究团队聚焦于肿瘤细胞的线粒体质量控制体系，深入探究铁硫簇在线粒体功能调控中的作用。该研究首次证实线粒体蛋白酶亚基CLPX是一种新型[4Fe-4S]铁硫蛋白，其功能发挥高度依赖铁硫簇的正常组装（图1）。

图1. CLPX需要[4Fe-4S]形成具有功能活性的六聚体复合物

铁元素缺失会直接阻碍CLPX结合铁硫簇，破坏CLPXP蛋白酶复合体结构与功能，造成线粒体错误折叠蛋白大量堆积，进而触发线粒体自噬；同时活性氧积累会消耗胞内半胱氨酸，进一步抑制铁硫簇合成，加剧线粒体功能紊乱（图2）。

图2. 缺铁和活性氧积累抑制CLPXP复合物组装引发线粒体自噬的机制图

该研究明确了铁硫簇作为氧化应激传感器，串联线粒体蛋白稳态与线粒体自噬的全新分子机制，为肿瘤靶向治疗挖掘出全新靶点。相关研究成果以 “CLPX acquires an iron-sulfur cluster to sustain mitochondrial proteostasis in cancer cells” 为题，于2026年6月9日在线发表于国际顶级综合期刊Nature Communications。我校生命科学学院2023级博士研究生黄成全为独立第一作者，生命科学学院刘罡研究员与化学学院江秀梅副教授为共同通讯作者。

研究团队围绕铁硫代谢这一核心方向，从基础分子机制解析延伸至应用技术研发，在肿瘤机制、纳米毒理、造血调控、虫害防控四大领域实现多点突破。系列研究不仅拓展了铁硫蛋白的功能认知，破解了多个领域长期存在的科学难题，同时完成了从基础理论到应用技术的转化。未来，团队将继续深耕铁硫代谢交叉领域，持续挖掘靶点价值，力争产出更多高水平成果与实用技术，不断提升我校在相关领域的国际学术影响力。

研究团队长期致力于细胞氧化还原稳态和含铁蛋白对于细胞代谢途径的调节机制以及其在人类疾病发生发展中扮演的角色，从而以这些机制为靶点，探索新的疾病治疗途径、构建多功能纳米药物药物。目前团队已在Nano Today、eLife、ACS Nano以及Nature Communications等期刊上发表一系列高水平文章。

该研究受吉林省科技厅医药健康产业处重点研发项目、国家自然科学基金青年项目、中央高校基本科研业务费以及东北师范大学科研启动资金等基金项目支持。

相关论文的链接网址：

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74080-2

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c01592

文章链接：https://elifesciences.org/articles/95815

文章链接：https://authors.elsevier.com/c/1kHbM6DSyBHuk1