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.     

肥胖对小鼠十二指肠 DMT1和 FPN1表达的影响

目的：观察肥胖对小鼠十二指肠二价金属离子转运体（divalent metal transporter 1,DMT1）mRNA、膜铁转运蛋白（ferroportin1,FPN1）mRNA及蛋白表达的变化,探讨肥胖影响铁吸收的机制。方法 C57BL／6J小鼠随机分为正常对照组和肥胖模型组,每组6只,通过喂养高脂饲料喂养建立肥胖模型,对照组采用普通饲料饲养,实验干预期14周。建模完成后,采用实时荧光定量PCR方法检测小鼠十二指肠DMT1、FPN1 mRNA 的表达,用Western blot检测小鼠十二指肠FPN1蛋白表达。结果与对照组小鼠相比,肥胖模型组小鼠十二指肠DMT1、FPN1 mRNA表达以及FPN1蛋白表达水平降低,差异具有统计学意义（ P ＜0.05）。结论肥胖会下调机体十二指肠DMT1、FPN1的表达,导致铁吸收不良,为进一步研究肥胖引起铁缺乏机制提供理论和实验依据。     

MPTP诱导小鼠黑质区铁摄取和DMT1表达增加

铁在帕金森病(Parkinson‘s disease,PD)的发病机制中起着非常关键的作用,为了探讨PD中铁升高的机制,本实验观察了1-甲基4-苯基—1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)处理小鼠黑质(substantia nigra,SN)内铁摄取及新的铁转运蛋白二价金属离子转运蛋白1(DMT1)的表达变化。结果表明：(1)MPTP处理组小鼠SN内铁染色增高,注射MPTP7d组明显高于3d组。(2)MPTP处理组小鼠,酪氨酸羟化酶(TH)免疫阳性细胞数目显著减少。(3)MPTP处理组小鼠,“-IRE”型DMT1表达在各组中均增加,而“ IRE”型DMT1仅在MPTP处理后7d才出现变化。上述结果提示,这种新发现的哺乳动物跨膜铁转运蛋白表达增加可能是引起MPTP处理小鼠SN中铁升高的关键因素,铁的升高进一步导致DA神经元的死亡。     

肌萎缩侧索硬化症转基因小鼠脊髓中自噬相关基因ATG5表达降低

目的明确自噬相关基因ATG5在肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)转基因鼠脊髓中的表达情况.方法取95d、108d和122d ALS转基因小鼠和野生型小鼠脊髓,应用免疫荧光、Western blot和RT-PCR技术,检测ATG5在脊髓中的表达.结果免疫荧光染色检测显示,在脊髓内,ATG5免疫反应产物主要定位于神经元;与同窝野生型小鼠比较,脊髓内ATG5免疫反应性在95d转基因小鼠无明显差异,而在108d和122d转基因小鼠明显降低.Western blot和RT-PCR分析显示,与同窝野生型小鼠比较,脊髓内ATG5 mRNA和蛋白表达水平在95d无明显变化,但在108d和122d时,转基因小鼠脊髓内ATG5 mRNA和蛋白表达均显著低于同窝野生型小鼠.结论ATG5在ALS转基因鼠脊髓中表达降低,提示ATG5表达异常与ALS发生密切相关.     

Atg5在肌萎缩侧索硬化症转基因小鼠纹状体和脑干中表达降低

目的研究自噬相关基因Atg5在肌萎缩侧索硬化症(ALS)转基因小鼠纹状体和脑干中的表达情况,探讨Atg5与ALS发病的关系。方法分别取ALS转基因小鼠和同窝野生型小鼠95d、108d和122d的纹状体和脑干,应用免疫荧光技术检测Atg5在纹状体和脑干中的表达及与神经元的共定位关系,应用q RT-PCR技术检测Atg5 m RNA表达情况,应用Western blot技术检测蛋白表达的改变。结果免疫荧光双标染色检测发现,ALS转基因小鼠和野生型小鼠纹状体和脑干中Atg5阳性细胞与β-tubulinⅢ标记的神经元共表达;与野生型小鼠比较,ALS转基因小鼠纹状体和脑干内舌下神经核和面神经核中Atg5免疫反应性降低;q RT-PCR分析显示,ALS转基因小鼠纹状体内Atg5 m RNA表达水平在95d、108d和122d时均显著低于同窝野生型小鼠纹状体内Atg5 m RNA表达水平;脑干内Atg5 m RNA表达水平在108d和122d时均显著低于同窝野生型小鼠脑干内Atg5 m RNA表达水平;Western bot分析显示,与野生型小鼠比较,ALS转基因小鼠纹状体和脑干内Atg5蛋白表达水平在108d和122d时显著降低。结论 ALS转基因小鼠纹状体和脑干中Atg5的表达降低,提示Atg5调控的自噬改变与ALS发病关系密切。     

单核巨噬细胞铁代谢相关蛋白的表达调控

人类机体的铁代谢表现为受限制的对外界铁的吸收和有效的机体内的铁的再循环利用,单核巨噬细胞系统通过吞噬衰老的红细胞,储存和释放铁,在机体铁的循环再利用方面起到了重要的作用。因此,单核巨噬细胞系统对整个机体铁稳态的维持非常重要。近年来,随着转铁蛋白受体1(transferrin receptor1,TfR1)、铁蛋白(ferritin,Fn)、二价金属离子转运蛋白1(divalent metal transporter1,DMT1)、膜铁转运蛋白1(ferroportin1,FPN1),以及铁调素(hepcidin)等在单核巨噬细胞系统中功能和调控机制研究的不断深入,日益加深了人们对单核巨噬细胞系统的铁代谢过程和调控机制的了解。该文综述了铁水平、NO以及炎症等因素对单核巨噬细胞系统TfR1、Fn、DMT1、FPN1、hepcidin等蛋白表达的调控及其机制研究的最新进展。     

ALS转基因小鼠脊髓中miRNA-132表达减少BDNF表达增加

目的研究miRNA-132和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)在肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)转基因小鼠脊髓中的表达变化,探讨miRNA-132、BDNF在ALS发病中的作用。方法取SOD1-G93A ALS转基因鼠发病早期(95d)、中期(108d)和晚期(122d)脊髓组织,应用qRT-PCR及原位杂交(hybridization in situ, ISH)技术检测miRNA-132的表达及定位,应用qRT-PCR及Western blot技术检测BDNF在mRNA及蛋白水平变化,免疫荧光技术检测BDNF在脊髓中的表达及分布,以同窝野生型鼠作为对照。结果与野生型鼠比较,miRNA-132在ALS转基因鼠脊髓组织表达下降,miRNA-132阳性信号主要定位脊髓前角细胞胞体;在ALS转基因鼠脊髓组织BDNF mRNA及蛋白水平均增高,BDNF免疫阳性细胞主要表达于脊髓前角神经元,表达信号明显增强。结论 miRNA-132、BDNF可能在ALS发病过程中发挥了重要作用。     

Notch 2在肌萎缩侧索硬化症SOD1~(G93A)转基因小鼠脊髓内的表达变化

目的明确肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)SOD1G93A转基因小鼠脊髓内Notch 2表达水平与ALS病程的关系。方法应用Notch基因阵列表达谱检测Notch信号通路相关分子在表达人突变SOD1基因的SOD1G93A转基因ALS小鼠及野生型鼠脊髓内的表达差异。应用real-time PCR、免疫组织化学染色、Western blot方法检测Notch 2在不同阶段各组小鼠脊髓内的表达变化。结果 Notch基因阵列表达谱聚类分析结果显示Notch 1、Notch 2在95d、122d SOD1G93A鼠脊髓内均显著增高,而Notch 4仅在122d SOD1G93A鼠升高明显。Notch下游靶基因HES1在108d SOD1G93A鼠脊髓内显著降低。RT-PCR结果证实Notch 2在SOD1G93A鼠脊髓内的表达变化。免疫组织化学标记显示Notch 2在SOD1G93A鼠、野生型鼠脊髓各部均有表达,Western blot结果显示Notch 2蛋白表达在95d SOD1G93A鼠增高显著。结论 Notch 2信号分子的表达随ALS疾病进展,在脊髓退变过程中变化显著,可能参与ALS疾病进程。     

突触囊泡蛋白在ALS转基因鼠海马的表达变化

目的为了为揭示肌萎缩脊髓侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis,ALS）认知功能障碍的机制提供依据,观察不同年龄ALS转基因小鼠海马中突触囊泡蛋白（synaptophysin,Syp）的表达情况。方法取95d、108d和122dALS转基因鼠海马,应用免疫荧光、Westernblot、RT-PCR技术检测Syp在海马中的表达变化。结果与同窝野生型鼠比较,Syp蛋白和mRNA表达水平在95d龄ALS转基因鼠海马中无明显变化,在108d与122d龄ALS转基因鼠海马中明显降低。结论Syp在ALS转基因鼠海马中表达减少表明,突触可塑性降低是ALS学习记忆能力下降的重要病理学基础。     

低氧诱导因子对铁代谢的调节（英文）

低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors,HIFs)是一类介导细胞内低氧反应的核转录复合体。HIF-α和HIF-β形成有功能的异质二聚体。哺乳动物中有HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α。HIFs在铁代谢中发挥重要作用。受HIFs调节的铁代谢相关蛋白主要有二价金属转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)、铁转出蛋白(ferroportin 1,FPN1)、十二指肠铁细胞色素b(duodenal cytochrome b,Dcytb)和转铁蛋白受体(transferrin receptor,Tf R)。铁调素(hepcidin)和铁调节蛋白(iron regulatory proteins,IRPs)是调节机体与细胞内铁代谢、维持铁稳态的重要因子,同样受到HIFs的调节。本文综述了HIFs对上述铁代谢相关蛋白的调节作用,以期为治疗铁代谢相关疾病提供可能的靶点。     

硝普钠对SH-SY5Y细胞中F-box富含亮氨酸重复蛋白5和铁调节蛋白2表达的调节作用（英文）

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)患者早期铁选择性聚集在黑质致密带,残存的多巴胺能神经元内铁含量增高,说明铁升高可能是PD发生的一个关键因素。铁调节蛋白(iron regulatory proteins,IRPs)IRP1和IRP2可与铁转运和储存蛋白中的铁反应元件相结合,对维持细胞铁稳态起重要作用。F-box富含亮氨酸重复蛋白5(F-box and leucine-rich repeat protein 5,FBXL5)通过泛素蛋白酶体途径降解IRP2而参与铁代谢的调控。有研究显示一氧化氮(nitric oxide,NO)能够增强IRP1的活性,但对IRP2的表达影响尚未明确。本研究选择NO的供体硝普纳(sodium nitroprusside,SNP)作为处理药物,研究其对体外培养的SH-SY5Y细胞内FBXL5和IRP2蛋白表达的影响。细胞活力检测结果显示SNP可剂量依赖性地损伤SH-SY5Y细胞,降低细胞存活率。流式细胞术结果显示,经过100和300μmol/L的SNP处理后,细胞线粒体膜电位分别降低45%和60%。此外,Western blotting结果显示300μmol/L SNP能够引起细胞内FBXL5的蛋白表达量升高39%,而使IRP2的蛋白表达量降低46%。以上结果提示,SNP可造成SH-SY5Y细胞的线粒体功能障碍,并上调FBXL5的表达和下调IRP2的表达。     

鼠伤寒沙门菌感染巨噬细胞铁稳态相关基因mRNA表达谱

用荧光定量PCR法检测鼠RAW264.7巨噬细胞感染与未感染鼠伤寒沙门菌后18种铁穗态相关基因的表达,评估宿主与病原体相互作用中铁稳态效应。研究显示,活的鼠伤寒沙门菌感染巨噬细胞1 h后可以诱导转铁蛋白受体表达,引起细胞内动态铁池相关基因的mRNA水平上长。基因表达分析显示,沙门菌通过诱导铁氧还原酶(Steap3)、铁膜转运蛋白(Dmt1)、铁调节因子Tfr2/Hfe以及铁调节蛋白(Irp1和Irp2)的表达主动吸收铁,而经铁转运蛋白(Fpn1)的铁外流并无明显改变。沙门菌在感染后1h积极地驱动了转铁蛋白介导的铁吸收程序。     

花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶Cyp4a14基因敲除对骨骼肌损伤后再生的影响

本研究旨在探讨花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶CYP4A14在骨骼肌损伤后再生中的作用及其机制。在野生型(wildtype, WT)对照小鼠和Cyp4a14基因敲除(Cyp4a14 knockout, A14-/-)小鼠胫骨前肌注射心脏毒素(cardiotoxin, CTX)制备骨骼肌损伤模型。损伤后0、3、5和15天取双侧胫骨前肌,麦胚凝集素(wheat germ agglutinin, WGA)染色和天狼猩红染色观察损伤骨骼肌再生和纤维化程度,免疫组织化学染色观察细胞增殖相关蛋白Ki-67和巨噬细胞标志蛋白Mac-2的表达,real-time PCR检测骨骼肌中再生相关基因和炎症相关基因的表达。结果显示,损伤后15天时A14-/-小鼠的新生肌纤维横截面面积显著小于WT小鼠(P0.05),间质纤维化多于WT小鼠(P0.05)。损伤后5天时A14-/-小鼠骨骼肌中Ki-67+增殖细胞的比例少于WT小鼠,与肌母细胞分化相关基因Myod1和Myog的表达也显著低于WT小鼠(P 0.05)。损伤后3天时A14-/-小鼠骨骼肌中CD45和CD11b基因mRNA表达水平以及Mac-2+巨噬细胞比例显著低于WT小鼠(P 0.05),同时巨噬细胞分泌的促进肌母细胞增殖和分化的细胞因子IL-1β、IGF-1和SDF-1的表达也显著低于WT小鼠(P 0.05)。这些结果表明花生四烯酸细胞色素P450ω羟化酶CYP4A14在骨骼肌损伤后再生的过程中发挥重要作用。     

氟西汀通过增加阿尔茨海默病APP/PS1转基因小鼠脑内乙酰胆碱的含量改善其空间学习能力

目的探讨胆碱能神经系统是否是抗抑郁药氟西汀(Fluoxetine,FLXT)改善阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者大脑空间学习记忆能力的作用靶点。方法随机选取18月龄的雄性APP/PS1双转基因AD小鼠20只分为阳性对照组(APP/PSI组)和FLXT组,分别给予为期4周的腹腔注射生理盐水和FLXT,并随机选取18月龄同窝生野生型(wild type,WT)小鼠10只作为阴性对照组(WT组),该组不给于药物干预。运用Morris水迷宫实验对三组小鼠的空间学习记忆能力进行检测,采用免疫组织化学染色和紫外分光光度法对三组小鼠大脑内β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉积情况和乙醜胆碱(acetylcholine,Ach)的含量、乙酰胆碱脂酶(acetylcholinesterase,AchE)及胆碱乙酰化酶(choline acetyl transferase,ChAT)活性等进行检测。结果水迷宫实验显示,APP/PS1小鼠逃避潜伏期显著长于WT小鼠,FLXT处理可明显缩短APP/PS1小鼠逃避潜伏期;免疫组织化学染色显示,WT小鼠脑内未见明显Aβ沉积,而APP/PSI小鼠海马内可见大量Aβ沉积,FLXT处理可明显减少APP/PS1小鼠海马内Aβ沉积;对Ach含量、AchE和ChAT活性检测显示,APP/PS1小鼠大脑皮质及海马内的Ach含量、AchE活性及皮质内的CHAT活性均较WT小鼠降低,FLXT处理可明显抑制APP/PS1小鼠大脑皮质及海马内Ach含量、AchE活性的降低,但对ChAT活性没明显的作用。结论胆碱能系统可能是FLXT作用于AD大脑的作用靶点之一,即FLXT可能通过增加AD大脑胆碱能神经系统的神经功能活性,进而增加Ach的含量,从而改善AD大脑的空间学习记忆能力。     

雌、雄草原田鼠外周骨骼肌肌球蛋白重链的表达

已往的研究对于实验室应用的各种啮齿类动物,如大鼠和小鼠骨骼肌蛋白表达的特性已有报道.然而,至今不清楚其它啮齿类动物如野生鼠骨骼肌蛋白的表达或性双态性的特征,而这些野生鼠的行为学、形态学及生理学特点均已有报道.已知骨骼肌的肌球蛋白重链(MHC)成分与其功能特性有关.我们研究了草原田鼠的肱三头肌、胫骨前肌、腓肠肌和比目鱼肌MHC蛋白表达的性别特性.应用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定MHC Ⅰ型、Ⅱa型、Ⅱd/x和Ⅱb型的蛋白表达相对含量.结果表明:与雌鼠相比,雄鼠的比目鱼肌湿重较大,胫骨前肌的MHC Ⅱa蛋白量表达较高.未见骨骼肌重量及MHC蛋白表达含量在雌雄鼠间的性别差异.血中睾酮的浓度差异可能不影响外周骨骼肌蛋白的表达特性.然而,与过去在大鼠、兔和小鼠中的已报道的结果相比,草原田鼠骨骼肌MHC的表达显示了更多异质性.推测这可能与草原田鼠和其它小型哺乳类动物生存的自然环境和功能需要有关.     

6周有氧运动对高脂膳食的ApoE敲除小鼠骨骼肌钙调控的影响*

目的: 探讨6周有氧运动对高脂膳食的载脂蛋白E(ApoE)基因敲除小鼠骨骼肌肌浆网钙调控蛋白的影响。方法: 25只9周龄ApoE敲除小鼠(ApoE KO)随机选取5只ApoE KO小鼠进行最大跑速测试(以初始速度为4.8 m/min,坡度为0°,持续5 min后,每3 min速度增加1.2 m/min,直至力竭,最后速度为最大跑速,最大跑速的测试结果为(27.0±2.4)m/min,剩余20只ApoE KO小鼠随机分为ApoE KO小鼠高脂膳食组(KO)和ApoE KO小鼠高脂膳食+有氧运动组(KE),每组10只,同时以10只9周龄野生型C57BL/6J小鼠作为空白对照组(WT)。高脂饲料成分:脂肪含量为21%(w/w),胆固醇含量为1.5%(w/w)。KE组适应性训练1周后开始运动干预,运动方案为:40%最大跑速(10.8 m/min),运动时间40 min/d,频率每周3 d,共计6周。待末次运动后48 h,所有小鼠麻醉后经心脏穿刺处死后迅速分离双侧腓肠肌;可见光比色法检测骨骼肌Ca²⁺浓度;Western blot法检测小鼠骨骼肌肌浆网钙调控蛋白RyR、CaM、CaMKⅡ、SERCA1、SERCA2蛋白表达。结果: 与WT组相比,KO组小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度显著降低(P＜0.01),骨骼肌肌浆网钙释放蛋白RyR、CaMKⅡ和钙回收蛋白SERCA1、SERCA2均显著降低(P＜ 0.05),但CaM蛋白无显著变化;与KO组相比,KE组小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度和骨骼肌肌浆网钙回收蛋白SERCA1、SERCA2均显著升高(P＜0.05),但骨骼肌肌浆网钙释放蛋白RyR、CaM、CaMKⅡ蛋白表达均无显著性差异。结论: 高脂膳食可使ApoE敲除小鼠骨骼肌Ca²⁺浓度降低、肌浆网钙释放作用和钙回收作用减弱,6周有氧运动训练能够显著提高其Ca²⁺浓度、促进肌浆网钙回收作用。     

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.     

Atrolnc-1在制动诱导小鼠后肢肌萎缩中的作用研究*

目的: 探讨Atrolnc-1在制动诱导小鼠后肢肌萎缩中的作用。方法: 将雄性C57BL/6小鼠随机分为对照组(Control)和制动组(Immobilization),每组10只。对照组不作任何实验处理,制动组小鼠右侧后肢装入自制塑料制动器固定。2周后分离其腓肠肌,用苏木素-伊红(HE)染色并观察腓肠肌形态学改变,测定肌纤维横截面积。采用实时荧光定量PCR(QRT-PCR)检测肌肉萎缩F-box蛋白(Atrogin-1)及肌萎缩特异性长链非编码RNA Atrolnc-1的变化。蛋白免疫印迹(WB)检测Atrogin-1、肌肉环状指蛋白1(MuRF-1)、胞浆及胞核p-NF-κB蛋白的表达。结果: 制动2周后小鼠腓肠肌萎缩。与对照组相比,制动组小鼠腓肠肌湿重减少(P＞0.05),腓肠肌湿重/体重千分比明显降低(P＜0.05);HE染色可见制动组骨骼肌大量肌纤维缩小或溶解,肌纤维横纹排列紊乱,间质见炎症细胞浸润;肌纤维横截面积减少(P＜0.01)。QRT-PCR及WB结果显示,Atrolnc-1表达上升(P＜0.01),胞浆p-NF-κB蛋白表达减少(P＜0.01),但胞核p-NF-κB蛋白表达升高(P＜0.01),同时Atrogin-1(P＜0.01)与MuRF-1(P＜0.01)表达均升高。结论: 制动诱导小鼠腓肠肌萎缩,可能与Atrolnc-1激活NF-κB入核,促进MuRF-1表达增加有关。     

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。