铁代谢与铁调素hepcidin

铁是机体必需的营养元素。然而,铁过载则导致细胞的损伤。由于生物体缺少排泄铁的机制,因而,肠铁吸收的调控便成为维持机体铁稳态的关键。新近研究发现hepcidin对机体铁稳态的调节起着至关重要的作用,被人们称为铁调节激素。Hepcidin主要在肝细胞中合成,之后分泌至血液将体内铁需要的信号传至小肠,调控肠铁的吸收。这一过程主要通过调节小肠铁转运相关蛋白的表达而实现。任何影响hepcidin表达的因素都可能破坏体内的铁平衡,造成铁代谢相关疾病。     

骨形态发生蛋白6对机体铁代谢调控的机制

骨形态发生蛋白6(BMP6)为TGF-β超家族中的一员,已有的研究表明BMP6具有成骨和成软骨作用,最新的研究发现了它对机体的铁代谢也具有重要的调控作用,通过调节铁调素(hepcidin)的表达,在调节机体铁稳态过程中扮演着重要角色。     

膜铁转运蛋白1，铁调素的靶分子？

膜铁转运蛋白1是重要的跨膜铁输出分子,主要分布于十二指肠和单核巨噬系统的细胞膜上,参与机体的肠铁吸收和巨噬细胞对铁的再循环等过程。铁调素是调节机体铁代谢平衡的激素,机体通过肝脏分泌的铁调素对铁转运相关蛋白的表达进行调控,从而实现机体自身的铁稳态。最新研究显示,铁调素的靶分子可能是膜铁转运蛋白1,它通过直接的作用引起膜铁转运蛋白1的内化(internalization)、降解,从而调节其在细胞膜上的表达量,进而控制肠铁吸收和巨噬细胞对铁的再循环过程,以维持机体的铁稳态。     

铁代谢调节分子Erythroferrone研究进展

红细胞来源的erythroferrone (ERFE)是最近发现的一种重要的铁代谢调节蛋白。在应激红细胞生成过程中,促红细胞生成素（EPO）能够促使骨髓有核红细胞分泌ERFE,从而抑制肝脏铁调素合成,进而稳定铁释放蛋白（FPN1）的水平,最终增加铁的吸收和动员。铁是红细胞生成不可缺少的重要原料之一,当红细胞生成增加时,需要充足的铁来合成血红素和血红蛋白。血液中的ERFE在红细胞生成时为保障稳定的铁供应发挥着重要作用。本文就ERFE的发现、基因结构和蛋白质结构、分布,ERFE在糖脂代谢、红细胞生成和铁代谢中的作用,以及ERFE功能异常与β-地中海贫血和慢性肾脏疾病等疾病的联系,ERFE在基础研究与临床检测中的应用,尤其是EPO/ERFE/hepcidin-FPN1在铁代谢调控中的作用机制展开论述,以期为靶向治疗铁代谢失衡疾病提供参考。     

维生素A通过铁调节蛋白2基因表达来影响铁代谢

目的：通过大鼠原代肝细胞培养（体外试验）来研究维生素A通过铁调节蛋白2（IRP-2）来影响铁代谢。方法：将SD大鼠原代分离肝细胞（seglent法）,随机分组严重缺乏A、边缘缺乏B、常规组C、预防治疗组D、RO阻抑组E,分别给予0、0.5、1.0、50 μmol/L全反式视黄酸和50 μmol/L全反式视黄酸+10 μmol/L RO（RARα阻断剂）培养4 d。用RT-PCR法测量肝脏的IRP-2 mRNA的情况。结果：大鼠维生素A缺乏时,原代肝细胞表达IPR-2 mRNA水平增强（P<0.05）,补充维生素A后, IPR-2 mRNA表达下降,但加入RO后,维生素A这种作用明显减弱了。结论：维生素A作为转录调节剂,可通过结合视黄酸细胞核受体（RARα）,改变IRP-2转录水平,改变铁调节稳态,调节机体贫血状态。     

海帕西啶铁调节和血色素沉着

血色素沉着是一种血浆铁沉积过多而导致的器官损伤性疾病,多种铁调节基因如HFE、HJV、HAMP和TfR2等的突变均可导致该病的发生,其中HAMP是最为重要的一种。HAMP基因编码一种名为海帕西啶的小肽,是小肠铁重吸收和巨噬细胞铁释放的负调节因子。海帕西啶含量的减少将导致血清铁过负荷和血色素沉着的发生,HFE、HJV和TfR2等基因可影响海帕西啶的表达,从而使海帕西啶成为血色素沉着的中央调节者。这些研究对血色素沉着发生机制的理解及其诊断和治疗具有重要意义。     

脂肪组织在铁稳态调节中的作用以及肥胖的铁缺乏机制

机体铁稳态的维持对正常生理功能至关重要。铁调素和铁调素调节蛋白在维持铁稳态中发挥重要作用。近来,丝氨酸蛋白酶基质-2在铁稳态中的作用越来越受到重视。此外,肥胖与铁缺乏的发生密切相关。一方面,肥胖人群脂肪组织高水平分泌白介素-6(interleukin-6, IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)以及瘦素等脂肪因子,这些脂肪因子能够调节铁调素和铁调素调节蛋白表达;另一方面,肥胖个体脂肪组织也可直接表达铁调素与铁调素调节蛋白。运动作为一种非侵入性干预手段在调节肥胖与铁缺乏中可能发挥重要作用。本文将对近年来文献进行整理,以期能够为铁稳态维持以及肥胖与铁缺乏的机制提供一些新的视角。     

铁吸收调节蛋白的研究现状

铁吸收调节蛋白(ferric uptake regulator,Fur)是多种微生物菌体内调控铁的一种蛋白质,它编码一个铁感应器以及转录调控因子,可以根据细胞内Fe2+的浓度,氧化应激以及毒性来调控铁载体合成相关基因的表达。研究发现Fur不仅调节与铁相关的物质代谢,也与其他的物质代谢有着紧密的联系。综合国内外研究进展介绍了Fur的结构与功能,阐述了Fur在生物冶金、农业、医药等方面的研究进展,并对其应用前景以及研究趋势进行了展望。     

星形胶质细胞铁代谢在帕金森病中的作用机制研究进展

脑铁累积及其诱导的氧化应激加剧了帕金森病(Parkinson's disease,PD)的发生发展.脑内星形胶质细胞存在区域异质性,PD中脑多巴胺能神经元死亡与星形胶质细胞之间存在相关性.该文概述了星形胶质细胞,黑质铁代谢,以及星形胶质细胞铁代谢相关分子铁调节蛋白、铁调素和铜蓝蛋白在PD发生发展中的作用,希望能为今后深...     

铁代谢蛋白在肾脏的表达与功能

最近的研究证实,肾小管细胞具有能力表达包括转铁蛋白受体1(transferrin receptor-1,TfR1)、二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter-1,DMT1)、膜铁转运蛋白1(ferroportin-1,FPN1)、铁调节蛋白(iron regulatory protein,IRP)和铁调素(hepcidin,Hepc)在内的几乎所有铁代谢蛋白.这些蛋白质的存在以及相关研究显示肾脏可能具有排出多余铁的功能,因此对体铁平衡起有十分重要的作用.     

Hemojuvelin在铁稳态平衡中的关键作用

铁调素（hepcidin）是由肝脏分泌的一种肽类激素,它通过改变细胞膜上ferroportin的水平而调节全身铁代谢。Ferroportin是唯一已知的哺乳动物中的铁外排通道,它表达在小肠细胞的基底外侧膜和巨噬细胞的质膜上。铁调素结合ferroportin导致其在溶酶体内降解,从而减少铁从饮食的吸收和巨噬细胞铁的释放。Hemojuvelin（HJV）是一种glycosylphosphatidylinositol（GPI）相连的膜蛋白,它作为骨形态发生蛋白（BMP）的共受体可以激活肝细胞Smad信号通路和铁调素表达。除了表达在细胞膜上,hemojuvelin还可以被切割并分泌到胞外,形成可溶性蛋白。由furin切割产生的可溶性HJV可以选择性地结合到BMP配体,抑制内源性BMP诱导的铁调素表达。TMPRSS6也被认为可以切割细胞膜上HJV并影响铁调素的表达。最近的研究表明,HJV还可能参与脂肪组织对铁代谢的调控。综述了近期对细胞膜HJV和可溶性HJV如何调节铁调素的表达与铁代谢的研究结果,并对这一研究领域需要填补的空白进行了初步探讨。     

二价金属离子转运蛋白1——一个新发现的重要铁转运蛋白

二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)的发现是近年铁代谢研究领域最重大的一项突破.DMT1是哺乳类跨膜铁转运蛋白.这种蛋白质广泛分布于人体各组织.DMT1 mRNA有两种形式,一种含有IRE(iron response element),而另一种则不含此结构.DMT1的功能主要是介导小肠上皮细胞的铁吸收以及参与铁从内吞小体移位到胞浆的过程.DMT1介导的铁转运是一个主动的和H⁺依赖的过程.DMT1也参与其他二价金属如Zn²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Cd²⁺、Cn²⁺、Ni²⁺和Pb²⁺的转运.小肠DMT1的表达受饮食或组织铁控制.第四跨膜区是DMT1的重要功能区.此区基因发生点突变（G185R）是导致不可逆性缺铁性贫血的原因.在帕金森氏病人的黑质发现DMT1表达异常增加,因而DMT1可能也与某些神经退行性疾病的形成有关.     

转铁蛋白受体2及其功能与相关疾病

转铁蛋白受体2(transferrin receptor 2, TfR2) 是最近发现的一种重要铁代谢蛋白.研究显示它不仅是一种介导肝脏细胞铁摄取的主要蛋白,而且在调节小肠铁吸收方面起着极其关键的作用,是控制肝脏铁调素合成和释放的关键成分.已经证实,TfR2基因突变是遗传性血色素沉着病的重要原因之一.     

Expression of Human Hemojuvelin (HJV) Is Tightly Regulated by Two Upstream Open Reading Frames in HJV mRNA That Respond to Iron Overload in Hepatic Cells

The gene encoding human hemojuvelin (HJV) is one of the genes that, when mutated, can cause juvenile hemochromatosis, an early-onset inherited disorder associated with iron overload. The 5′ untranslated region of the human HJV mRNA has two upstream open reading frames (uORFs), with 28 and 19 codons formed by two upstream AUGs (uAUGs) sharing the same in-frame stop codon. Here we show that these uORFs decrease the translational efficiency of the downstream main ORF in HeLa and HepG2 cells. Indeed, ribosomal access to the main AUG is conditioned by the strong uAUG context, which results in the first uORF being translated most frequently. The reach of the main ORF is then achieved by ribosomes that resume scanning after uORF translation. Furthermore, the amino acid sequences of the uORF-encoded peptides also reinforce the translational repression of the main ORF. Interestingly, when iron levels increase, translational repression is relieved specifically in hepatic cells. The upregulation of protein levels occurs along with phosphorylation of the eukaryotic initiation factor 2α. Nevertheless, our results support a model in which the increasing recognition of the main AUG is mediated by a tissue-specific factor that promotes uORF bypass. These results support a tight HJV translational regulation involved in iron homeostasis.     

铜蓝蛋白与脑铁代谢

铜蓝蛋白（Cerulopasmin,CP)是人体重要的亚铁氧化酶。它的主要作用是催化二阶铁成为三阶铁,从而促进铁与转铁蛋白结合。由于它的     

脑铁代谢和神经变性性疾病

最近关于脑铁代谢研究的新成果,尤其是与脑铁转运、储存、调节相关的某些突变基因的发现,足以得出以下结论,即异常增高的脑铁至少是部份神经变性疾病的起始原因。研究显示,脑铁过量积聚主要是由于遗传性和非遗传性因素所引起的某些服铁代谢蛋白功能异常或表达失控。正是异常增高的脑铁触发一系列病理反应,最终导致神经为性性疾病病人服神经元死亡。本文简要叙述了目前对服铁分布、功能和脑铁代谢蛋白的认识,讨论了内铁转运机制以及服铁和神经变性性疾病之间的关系研究的新进展。     

Iron and citric acid: A fuzzy chemistry of ubiquitous biological relevance

This paper briefly presents a review concerning the species which can arise when iron salts and citric acid are mixed together. The data commented on are required for a correct interpretation of the chemical processes which play a paramount role in biology and in the biological studies involving iron-citrate complexes.     

Generation of conditional alleles of the murine Iron Regulatory Protein (IRP)-1 and -2 genes

Central aspects of cellular iron metabolism are controlled by IRP1 and IRP2, which are ubiquitously expressed in mouse organs and cells. Total and constitutive deficiency of both IRPs causes embryonic lethality in the mouse. To bypass the early lethality and to study organ-specific and/or temporal functions of IRP1 and/or IRP2 we generated Irp1 and Irp2 conditional alleles. We used mouse lines where a betaGeo gene trap construct was inserted into the second intron of the Irp1 and the Irp2 gene, generating hypomorphic alleles by interrupting the corresponding open reading frame near the amino-termini. The gene trap cassettes are flanked by Frt sites and were co-inserted with LoxP sites flanking exon 3. Flp-mediated removal of the gene trap construct generates floxed alleles with wildtype functions. For both Irp genes, Cre-assisted deletion of exon 3 generates complete null alleles that, in the case of IRP2, are associated with altered body iron distribution and compromised hematopoiesis. If not removed, the gene trap construct causes partially penetrant embryonic lethality unrelated to IRP deficiency when inserted within the Irp1 but not the Irp2 locus. We discuss the implications for functional genomics in the mouse.