Based on Zhang et al. (2026), Redox Report · doi: 10.1080/13510002.2026.2654906
**Nrf2⁻/⁻ (Global KO)** — C57BL/6J | 산화 스트레스 감수성 ↑, GSH ↓, 인지 저하 | OS→Nrf2 경로 필수성 증명
**Keap1 Knockdown (Keap1-KD)** — Nrf2 과활성화, 항산화 유전자 발현 ↑ | Nrf2 활성화 효과 연구
**GPX4 Conditional KO (cKO)** — Cre-lox | 자발적 ferroptosis, 지질 과산화 ↑ | GPX4가 ferroptosis 핵심 조절자임을 증명
**SLC7A11-KO** — GSH 합성 저하, erastin 감수성 ↑ | xCT transporter의 ferroptosis 방어 역할
**PINK1⁻/⁻ & Parkin⁻/⁻** — C57BL/6J | 미토파지 결손, mROS ↑, DA 신경 소실 | PINK1/Parkin 경로 미토파지 연구
**SIRT3 cKO (NEX-Cre)** — 피질·해마 신경 특이적 | 미토콘드리아 단백질 과아세틸화, ATP ↓ | SIRT3→PINK1/Parkin 신경 특이성 규명
**HT22** (마우스 해마 신경세포) — GSH 결핍에 민감, ferroptosis 모델로 검증됨 | 유도: Erastin, RSL3 | 측정: LDH, PI staining, C11-BODIPY
**SH-SY5Y** (인간 신경모세포종) — RA 처리 → 도파민성 표현형 | PD 모델, PINK1/Parkin mitophagy, ferroptosis | 측정: JC-1, MitoSOX, TMRM
**Primary Neurons** (마우스 피질/해마) — E16-18 embryo, 7-14 DIV 성숙 | 가장 생리적, 시냅스 성숙 | 저증식성, 배양 난이도 높음
**MEFs** (마우스 배아 섬유아세포) — E13.5 embryo | 변형: Nrf2-KO, Keap1-KD | ChIP-seq, RNA-seq, 생화학 분석
**ρ⁰ Cells** (mtDNA 결핍 세포) — EtBr 처리로 mtDNA 제거 | 미토콘드리아 의존성 ferroptosis 규명 | 측정: OCR
• **H₂O₂** — 직접적 ROS 공급원 (100–500 μM, 1–6h) • **Paraquat** — Complex I 억제 → O₂•⁻ 생성. PD 환경 독소 모델 • **tBHP** — 지질 과산화 유도. 미토콘드리아 표적 • **Rotenone** — Complex I 억제 → mROS. in vivo PD 모델
• **Sulforaphane (SFN)** — Keap1 Cys 잔기 수식. 브로콜리 유래 (5–20 μM) • **tBHQ** — Keap1 산화. ARE 리포터 표준 양성 대조군 • **CDDO-Me (Bardoxolone methyl)** — 강력 Nrf2 activator. 임상 2상 진행 • **DMF (Dimethyl fumarate)** — Keap1 Cys151 수식. MS 치료제
유도제: • **Erastin** — xCT (SLC7A11) 억제 → GSH 합성 차단 → GPX4 비활성화 (IC₅₀: 1–10 μM) • **RSL3** — GPX4 직접 억제. 가장 특이적 ferroptosis 유도제 • **FIN56** — GPX4 단백질 분해 + CoQ10 고갈 • **FINO2** — 철 산화 + GPX4 간접 억제 억제제: • **Ferrostatin-1 (Fer-1)** — 지질 과산화 연쇄 반응 차단 • **Liproxstatin-1 (Lip-1)** — in vivo 안정성 우수 • **Deferoxamine (DFO)** — Fe³⁺ 킬레이터. Fenton 반응 차단 • **NAC** — GSH 전구체 공급. 용량 의존적 효과
유도제: • **CCCP** — 미토콘드리아 uncoupler → ΔΨm 소실 → PINK1 안정화. Gold standard • **Antimycin A** — Complex III 억제 → mROS + ΔΨm 소실. CCCP보다 생리적 • **Oligomycin** — ATP synthase 억제 → ΔΨm 소실 억제제: • **Mdivi-1** — Drp1 억제 → mitochondrial fission 차단 • **Chloroquine** — Autophagosome-lysosome fusion 억제. Flux 측정 • **3-MA** — PI3K class III 억제 → autophagy initiation 차단
**RNA-seq** — Nrf2-KO vs WT ± erastin | DEG → GSEA | 확인 유전자: GPX4, SLC7A11, SLC3A2, FTH1, NQO1, HO-1, GCLM/GCLC
**ChIP-seq** — anti-Nrf2 + SFN/tBHQ 처리 | ARE motif 검색 | GPX4, SLC7A11, NQO1, HMOX1 프로모터 직접 결합 확인
**Lipidomics (LC-MS/MS)** — oxPEs, oxPCs 정량 | GPX4 KO vs WT | PUFA-PE 산화 생성물 동정. Nrf2→GPX4→oxPLs 제거 회로 증명
**Proteomics** — AP-MS: Nrf2 interactome (Keap1, SIRT1, p62, PGC-1α) | Redox proteomics (OxICAT, iodoTMT) | 4-HNE adduct proteomics
**snRNA-seq** — 14 피질 영역, 1,121,772 nuclei | Glutamatergic (9 subtypes), GABAergic (7 subtypes) 분류
**Spatial Transcriptomics (Stereo-seq)** — PD substantia nigra 산화 스트레스 맵 | NOX4, GPX4 in DA neurons ↔ 염증 유전자 in astrocytes 공간적 공존 확인
**UPLC-MS/MS (Biomarker Panel)** — 소변: 8-OHdG, 8-OHG, 4-HNE, dityrosine 동시 정량 | 개인별 산화 수준 → Personalized antioxidant therapy
**OS → Nrf2** KO: Nrf2⁻/⁻, Keap1-KD | Cell: MEFs, primary neurons, HT22 | Drug: SFN, tBHQ, CDDO-Me, ML385 | Omics: ChIP-seq (ARE), RNA-seq
**Nrf2 → Ferroptosis** KO: GPX4-KO, SLC7A11-KO | Cell: Nrf2-KO MEFs, HT22, SH-SY5Y | Drug: Erastin, RSL3, FIN56, Fer-1, Lip-1 | Omics: RNA-seq, Lipidomics
**Ferroptosis → Mitophagy** KO: PINK1⁻/⁻, Parkin⁻/⁻, SIRT3-cKO | Cell: SH-SY5Y, primary neurons, ρ⁰ cells | Drug: Antimycin A, CCCP, Oligomycin, Mdivi-1 | Omics: Proteomics, Spatial transcriptomics
**SIRT3 → PINK1/Parkin** KO: SIRT3 cKO (NEX-Cre) | Cell: Primary neurons | Drug: MitoQ, SkQR1 | Omics: Acetyl-proteomics, Metabolomics
• Itoh K, et al. Keap1 represses Nrf2 through an E3 ubiquitin ligase complex. Genes Dev. 1999;13(1):76-86. • Dixon SJ, et al. Ferroptosis: an iron-dependent form of nonapoptotic cell death. Cell. 2012;149(5):1060-1072. • Narendra D, et al. Parkin is recruited selectively to impaired mitochondria. J Cell Biol. 2008;183(5):795-803. • Dodson M, et al. NRF2 plays a critical role in the regulation of ferroptosis. Trends Biochem Sci. 2019;44(5):375-390. • Seiler A, et al. Glutathione peroxidase 4 senses and translates oxidative stress. Cell Metab. 2008;8(3):237-248.