稻瘟病菌（ Magnaporthe oryzae）对全球粮食安全构成重大威胁。在致病过程中，分生孢子的自噬性细胞死亡对于附着胞介导的宿主侵染至关重要。近期研究发现，受巨自噬/自噬调控的铁死亡现象是稻瘟病菌分生孢子在附着胞形成和成熟过程中死亡的关键机制。

2025年8月7日，华南农业大学邓懿祯，梁志彬和新加坡国立大学NaweedI Naqvi共同通讯在Autophagy（IF=14.6）在线发表题为：Autophagic regulation of the iron efflux Pump MoFpn1 induces ferroptosis in developing conidia ofMagnaportheoryzae的研究论文。该研究系统解析了铁外排蛋白MoFpn1（ferroportin1）的功能特征，其缺失会导致细胞内铁水平升高、分生孢子死亡加速以及对liproxstatin-1敏感性降低，表明MoFpn1作为铁外排转运体负调控稻瘟病菌的铁死亡过程。

在分生孢子中，MoFpn1-mCherry融合蛋白定位于点状/囊泡状细胞器，与CMAC染色的液泡高度共定位，且其表达受铁可用性和自噬过程调控。通过酵母双杂交（Y2H）和双分子荧光互补（BiFC）实验证实，MoFpn1与Atg8存在相互作用。在发育中的分生孢子内，MoFpn1-mCherry与GFP-Atg8标记的自噬体或自噬泡呈现部分共定位。在附着胞形成阶段，MoFpn1-mCherry转位至附着胞质膜；而在成熟附着胞中，质膜定位的MoFpn1-mCherry又转移至液泡腔。此外，MoFpn1直接与囊泡分选复合体组分（包括介导自噬体-液泡融合的液泡SNARE蛋白Vam7）发生相互作用。在自噬诱导条件下，ATG8或VAM7的单独缺失会导致MoFpn1-mCherry错误定位于液泡膜或多泡体而非液泡腔，或在成熟附着胞中持续滞留于质膜。综上，本研究揭示了Atg8和Vam7介导的自噬依赖性MoFpn1降解途径通过调控细胞内铁水平，对分生孢子死亡及致病性具有决定性作用。

程序性细胞死亡普遍存在于多细胞生物的细胞形态发生和发育过程中。根据形态学特征和信号通路的差异，主要分为三种类型：细胞凋亡、自噬性细胞死亡和坏死 。此外，在哺乳动物细胞中发现并广泛研究了一种新型铁依赖的程序性死亡方式——铁死亡（ferroptosis），其特征是细胞内铁蓄积导致的磷脂过氧化。除哺乳动物外，铁死亡也存在于植物中，表现为热应激反应以及水稻在稻瘟病菌（Magnaportheoryzae）侵染过程中的过敏反应（HR）。

稻瘟病菌是引起水稻及其他作物毁灭性稻瘟病的重要病原真菌。其致病生命周期始于光照诱导下形成无性孢子（分生孢子）。分生孢子萌发后形成穹顶状附着胞以介导宿主侵染。在稻瘟病菌中，调控附着胞形成和功能的机制已被深入研究，其中自噬作用既促进分生孢子死亡，又参与附着胞膨压的产生。值得注意的是，作者近期研究发现这种自噬依赖性分生孢子死亡同时具有铁依赖性和氧化还原敏感性，可被铁死亡抑制剂阻断。自噬通过调控铁稳态触发这种真菌铁死亡过程。

HFD喂养加重OA软骨退变（图片源自Autophagy）

铁是多种基本生物学过程必需的元素，但当细胞内铁过量时会诱发铁死亡。目前已报道多种铁稳态调控因子：白色念珠菌（Candida albicans）中铁渗透酶/转运蛋白（Ftr1、Ftr2、Fth1）、铜渗透酶（Ccc2）、铁还原酶（Cfl1）及铁载体转运蛋白（Sit1）响应铁限制条件；铁转运激活因子（Aft1-2和Aft2）作为转录因子调控铁摄取、循环和动员相关基因；转铁蛋白受体（TFRC/TFR1）介导转铁蛋白结合铁的细胞内化；核受体辅激活因子4（NCOA4）通过调控铁蛋白降解维持细胞内铁水平；由铁调节蛋白（IRPs）和铁反应元件（IREs）组成的IRE-IRPs系统调控哺乳动物细胞铁代谢相关蛋白表达。溶质载体家族40成员1（SLC40A1/FPN1）是哺乳动物细胞中唯一已知的铁输出蛋白，可负调控铁死亡。敲除FPN1基因会升高细胞内铁水平，从而诱导癌细胞铁死亡并抑制肿瘤生长。FPN1缺失或下调通过促进铁死亡参与阿尔茨海默病（AD）和1型糖尿病的发病机制，因此FPN1-铁死亡通路成为这些疾病的潜在治疗靶点。在植物中，大豆FPN1蛋白参与铝抗性，拟南芥中高度保守的FPN1/FPN2调控铁/钴稳态，定位于线粒体和叶绿体的FPN3对维持线粒体超微结构和铁稳态至关重要，蒺藜苜蓿MtFPN2缺失会改变根瘤细胞内的铁分布和形态。但迄今为止，真菌FPN1同源蛋白尚未被鉴定。

本研究在稻瘟病菌野生型（WT；B157）中发现并鉴定了一个铁输出蛋白Fpn1（ferroportin 1；MoFpn1）。与野生型相比，mofpn1△突变体在营养生长和产孢方面未表现明显异常，但致病性增强。该突变体的分生孢子死亡加速且对铁死亡抑制剂liproxstatin-1（Lip-1）敏感性降低，表明MoFpn1负调控稻瘟病菌铁死亡。在分生孢子发育早期，mofpn1△突变体的总铁、Fe2+和Fe3+水平均显著高于野生型，提示MoFpn1通过抑制细胞内铁蓄积调控铁死亡。此外，MoFpn1-mCherry融合蛋白主要定位于与CMAC染色的液泡或自噬标记蛋白GFP-Atg8标记的自噬体共定位的囊泡细胞器，这种定位受铁可用性和自噬状态调控。作者进一步证实MoFpn1直接与Atg8、囊泡分选复合体组分（Snc1、Vti1、Ykt6）及液泡SNARE蛋白Vam7相互作用。在自噬诱导条件和附着胞形成阶段，ATG8或VAM7基因缺失会导致MoFpn1-mCherry错误定位于囊泡膜或滞留于附着胞质膜，而非液泡腔内。本研究揭示稻瘟病菌可能通过SNARE介导的囊泡运输和自噬降解调控MoFpn1周转，进而影响分生孢子铁死亡过程，最终调控真菌致病性。

https://doi.org/10.1080/15548627.2025.2545471