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。     

铁死亡中的代谢调控网络及其与肺相关疾病的联系

铁死亡(ferroptosis)是新近发现的一种铁依赖性的脂质过氧化驱动的非凋亡形式的调节性细胞死亡方式。目前的研究表明,铁死亡会影响体内许多代谢过程和稳态平衡,并且它与许多肺疾病有关,包括急性肺损伤、慢性阻塞性肺疾病和肺纤维化等。目前,关于铁死亡的研究尚处于起始阶段,现有研究已确认铁死亡受多种基因调控,主要涉及铁稳态和脂质过氧化代谢等方面的基因改变,且机制复杂。本综述基于先前的研究,总结了部分与铁死亡有关的代谢调控网络,并讨论了铁死亡在诸多肺相关疾病病理生理学过程中的作用,期望为此类疾病的研究和治疗提供新的思路和借鉴。     

线粒体铁代谢与人类疾病的研究进展

线粒体铁代谢的研究主要包括两个方面：铁在胞质和线粒体之间的转运和调控;铁硫簇和血红素在线粒体内的合成与转运。目前认为线粒体铁的转入主要是与mitoferrinl／2（MFRNl和MFRN2）和ABCBl0有关,运出可能与ABCB6和／或ABCB7有关,转运和调控的具体机制不是很清楚,推测与某种含有铁硫簇的信号分子有关。哺乳动物铁硫簇的合成可以发生在胞质和线粒体内,但以线粒体为主;真核生物中与铁硫簇合成相关的蛋白达二十多种,其中FXN、ISCS、ISDll和ISCU及其同系物被认为是核心组分。血红素的合成起始和终止发生在线粒体内,终止步骤为亚铁螯合酶将铁插入原卟啉IX,该酶活性又依赖于铁硫簇。因此,铁硫簇的合成与调控是线粒体铁代谢的核心,也是整个细胞铁运作的核心。本文主要围绕线粒体铁代谢特别是铁硫簇的合成异常引起的疾病做一简单的综述。     

雄激素与代谢相关疾病的研究进展

雄激素可以广泛地影响机体的代谢功能,除了传统公认的促进蛋白质合成外,也可以促进脂质代谢、降低血糖并改善胰岛素抵抗.雄激素缺乏与多种代谢相关疾病的关系被逐渐重视,如代谢综合征、2型糖尿病以及相关的心血管疾病.目前的观点认为,睾酮水平较低的人群更易发生代谢综合征、2型糖尿病和/或心血管疾病.而临床数据也表明,前列腺癌患者接受雄激素剥夺治疗后更容易患上述疾病.雄激素替代治疗则能够不同程度缓解上述疾病的状况.对炎性因子、脂质合成、血管重构以及内皮细胞功能的影响有可能是雄激素参与机体代谢的途径.本文将对雄激素和代谢综合征、2型糖尿病、心血管疾病的关系进行综述.     

铁紊乱相关疾病的研究进展

铁作为一种必需的营养元素,在哺乳动物体内的重要作用越来越为人们所重视。动物体内存在着严格的铁代谢调节机制,以确保体内铁始终处于正常生理水平。如果铁代谢失调、体内铁缺乏或过负荷均会导致各种临床疾病。研究发现,肝脏抗菌多肽(hepcidin)很可能是一种控制小肠铁吸收及调节体内铁稳态的关键物质,是一种极为重要的铁调节激素。本文综述了铁的生理作用、铁缺乏引起的疾病(如:缺铁性贫血和儿童神经系统疾病)和铁过负荷引起的疾病(如:肝损伤、心血管疾病、帕金森病和癌症等),并对如何利用现代化技术手段在基因水平开展铁紊乱相关疾病的治疗做了展望。     

根瘤菌铁转运代谢及其调控机制研究进展

根瘤菌是一类可以与豆科植物高效共生固氮的兼性共生细菌,在全球氮循环及绿色可持续农业中发挥重要作用。为了适应土壤、根圈和宿主体内等多变的生活环境,根瘤菌对营养物质的感知和获取能力至关重要。铁不仅是根瘤菌在土壤中生长繁殖的限制性营养元素,更直接参与固氮酶、豆血红蛋白、电子呼吸链等与共生固氮密切相关功能蛋白的合成。因此,根瘤菌在自生和共生阶段如何获取自身所需的铁是生物固氮领域所特别关注的重要研究内容。综述了近年来有关根瘤菌中Fe2+、Fe3+-铁载体复合物、血红素吸收途径以及RirA/Irr等参与铁稳态调控方面的研究进展并进行归纳分析,以期为后续的研究工作提供借鉴。     

铁代谢与蛋白质泛素化．降解调控研究进展

铁元素为几乎所有的生命体所必需,维持铁代谢稳态对机体的正常功能至关重要。铁代谢紊乱与人类多种疾病的发生和发展有关。已知铁代谢稳态受到一系列参与铁代谢环节的关键蛋白质,如IRP2等的精确调节。这些重要蛋白质的稳定性、生理活性的动态变化及其协调作用是细胞维持铁代谢平衡的分子基础。除了转录和转录后水平的调控,泛素化等翻译后修饰方式和蛋白质降解是细胞精确调控参与铁代谢的蛋白质的水平及功能普遍而有效的方式之一;同时,细胞的铁代谢状态也影响细胞内参与泛素化等翻译后修饰途径的酶类的活性和稳定性,从而在铁代谢和蛋白质修饰．降解途径之间形成反馈机制,实时和动态地完成对细胞内铁代谢水平的精确调控。就相关领域的最新进展作简要综述。     

近日节律调控机制与相关疾病研究进展

近日节律是生命体生理及行为变量遵循内源性的以接近1个太阳日的周期进行循环的生物过程,人体近日节律调控机制及其相关疾病研究已成为当前生物医学新兴领域和研究热点。过去二十年间,以生物钟基因及其相互作用环路为核心的一系列机制研究不断取得新的进展,初步形成了近日节律的分子模型,近年来,生物钟基因在染色体重塑、转录翻译调控、转录后修饰等多个层次的调控模式得到深入的研究。同时,近日节律失控与肿瘤、代谢紊乱等临床疾病的相关性及其影响机的转化研究日益增多,形成了新兴的时间医学。本文谨就近年来近日节律分子机制及其疾病相关研究的概况和最新进展做一总结。     

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。     

脑铁代谢及调控

随着研究的深入,脑铁代谢相关分子突变引起的疾病越来越多的被人们所认识。脑铁代谢紊乱可能是神经退行性疾病的发病原因之一。对脑铁代谢机理的认识将为预防和治疗脑铁代谢紊乱相关疾病提供重要的理论根据。对脑铁代谢的过程,脑铁代谢的相关分子以及这些分子对脑内铁稳态的调控作用作一介绍。     

赖氨酸乙酰化在代谢相关疾病中的调控机制

赖氨酸乙酰化是把来自于乙酰CoA的乙酰基团转移到靶蛋白赖氨酸的ε-NH3＋上,是蛋白质翻译后的一种可逆修饰过程,受乙酰基转移酶（HAT／KAT）和去乙酰化酶（HDAC／KDAC）的共同调节。赖氨酸乙酰化通过对细胞内多种蛋白质的修饰调节,可以控制体内多种代谢过程,如调节糖类、脂类、氨基酸、核苷酸及次级代谢物的代谢等.因而,细胞内赖氨酸乙酰化失调,可影响与代谢相关的多种疾病,如肥胖症、糖尿病和心血管疾病等。随着对蛋白质乙酰化研究的深入,发现赖氨酸乙酰化与细胞免疫状态及神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏症和亨廷顿综合征等也有关。对近年来赖氨酸乙酰化在代谢调控及与代谢相关疾病如心血管疾病和免疫代谢疾病中的分子调控机制进行综述。     

低氧与铁代谢相关蛋白

氧和铁这两种元素对生命活动十分重要. 低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors, HIFs)作为转录因子,参与一系列靶基因的表达调控以适应低氧. 铁参与 DNA合成、氧气运输、代谢反应等多种细胞活动,过量游离铁会通过Haber-Weiss或 Fenton反应产生毒性自由基. 细胞通过与铁吸收、存储和利用有关的多种铁代谢相 关蛋白之间的协同作用来维持铁稳态. 与铁稳态相关的一些基因是HIFs的靶基因或 者间接受低氧调控,包括转铁蛋白、转铁蛋白受体、二价金属转运体1、铁调素、膜 铁转运蛋白、血浆铜蓝蛋白、铁蛋白等,而胞内铁浓度的改变能影响HIFs的表达. 本文就低氧与铁代谢相关蛋白的关系,尤其是低氧对铁代谢相关蛋白的调节作一综 述.     

乙酰化对代谢的调控及其在代谢相关疾病中的作用

赖氨酸的乙酰化修饰是一种进化上高度保守的翻译后修饰机制.乙酰化酶和去乙酰化酶对特定蛋白的乙酰化状态进行动态调控.近年来的质谱研究发现,几乎所有的代谢酶都存在乙酰化修饰,表明乙酰化修饰对细胞代谢具有广泛的调控作用.除在转录水平进行调控外,乙酰化修饰还可以通过改变代谢酶的蛋白间相互作用、蛋白稳定性、催化活力和亚细胞定位等方式,对多种生物学过程如能量代谢、信号转导和氧化应激反应等进行调控.乙酰化对代谢途径的调控与代谢相关疾病如肿瘤、心血管疾病、糖尿病和肥胖等的发生和发展密切相关.本文总结了近年来乙酰化修饰调控代谢的相关研究进展,并着重阐述乙酰化修饰对代谢酶调控的具体分子机制.     

小肠铁释放机制及相关疾病研究进展

铁是生物体必需的微量元素。铁缺乏和铁过载均会导致铁代谢紊乱相关疾病,因此有关机体铁水平稳态的调节机制已成为了目前铁代谢领域的研究热点。小肠吸收细胞是调节肠铁吸收、肠铁释放,以及维持机体铁稳态的重要部位。最新的研究表明,铁从小肠吸收细胞基底端释放入血液循环,主要是由膜铁转运蛋白（ferroportin1,Fp1）介导,并在膜铁转运辅助蛋白（haphaestin,Hp）和铜蓝蛋白（ceruloplasmin,Cp）的参与下完成。其中Fp1在小肠铁释放过程中起着至关重要的作用。本文重点阐述铁释放相关蛋白Fp1的作用机制及其调节机制,并详细介绍Fp1基因突变导致的铁代谢相关疾病方面的最新研究讲展。     

铁死亡相关机制及其在肾脏相关疾病中的研究进展

铁死亡是近年来新发现的一种铁依赖的区别于细胞凋亡、坏死、焦亡的程序性细胞死亡方式,其主要特点为铁离子累积与脂质过氧化的发生.研究表明,铁死亡在急性肾损伤、肾癌等肾脏相关疾病中起重要作用,但其确切机制尚未被完全揭示.随着铁死亡相关机制研究的不断发展,铁死亡在肾脏相关疾病治疗方面表现出良好的应用前景.本文对铁死亡相关机制及...     

铁代谢的某些研究进展

近年来,由于测定方法的改进,放射免疫法及电子显微镜的广泛应用,~(52)Fe 的产生,以及对过去常用研究方法的重新评价;特别是分子生物学的发展,使铁代谢的研究获得了新的进展。人体的铁一、人体铁的含量成年人体内平均约含铁4克左右。妇女由于月经失血、怀孕后供应胎儿及分娩失血等生理及病理性失血,缺铁的发生率很高,青年健康妇女缺铁者可达20%,孕妇缺铁性贫血的发病率可达20～50%。铁在人体内分布很广,几乎所有组织(包括各种内分泌腺)都含有铁,绝大多数以复合物的形式存在,以肝和脾含铁量为高。近来证明肺里含铁亦多(平均值为319±176微克/克或770ppm,干重)。二、铁在体内的存在形式1.铁卟啉类(1)血红蛋白分子量为64,500,含铁0.34%,由珠蛋白和亚铁血红蛋白组成。珠蛋白共有4条多肽链,一对α-链,一对β-链,前者每条链含有142个氨基酸残基,后者每条链含有146个氨基酸残基。每     

铁调素调节蛋白(HJV)———一个新的铁代谢调节蛋白

铁调素调节蛋白 (hemojuvelin,HJV) 是最近发现的一种重要的铁代谢调节蛋白. HJV基因突变是年轻型血色素沉着症 (Juvenile hemochromatosis,JH ) 的重要原因之一. 研究显示,HJV可能是一种极为重要的铁调素 (hepcidin) 表达的调节蛋白,通过参与铁调素表达的调节从而在铁代谢中发挥重要作用.     

链霉菌次级代谢调控相关的双组分系统研究进展

链霉菌具有强大的次级代谢能力, 能够产生众多具有生物活性的次级代谢产物, 如目前广泛应用的抗生素、抗肿瘤药物以及免疫抑制剂等。在链霉菌中, 次级代谢产物的生物合成受到包括途径特异性、多效性以及全局性调控基因在内的多层次严格调控。关键调控基因的缺失或过表达可以显著影响次级代谢产物的生物合成, 提示对于链霉菌次级代谢重要调控基因的功能及其作用机制的研究具有巨大的潜在应用价值。其中, 作为细菌信号传导系统的双组分系统(Two-component system, TCS)一直是大家研究的关注点。越来越多的研究表明TCS在链霉菌次级代谢过程中发挥着全局性的调控功能。本文重点介绍链霉菌模式菌株——天蓝色链霉菌中TCS(包括典型TCS)、孤立的组氨酸蛋白激酶(HK)以及应答调控蛋白(RR)参与次级代谢调控的研究进展。这些TCS的功能鉴定及机制解析为工业链霉菌的定向遗传改造以提高重要次级代谢产物的含量提供了理论依据。     

阿维拉霉素生物合成与代谢调控研究进展

阿维拉霉素是发酵法来源的新型兽用的消化促进剂和代谢调节剂,具有较高的生物安全性,通过改善动物肠道内细菌群的生态结构促进动物生长。对阿维拉霉素的生物合成和代谢调控进行了综述,同时结合系统生物技术观点,为阿维拉霉素菌种基因工程改造提供参考。     

Notch信号通路对相关疾病调控作用的研究进展

Notch信号通路是保守的细胞间信号通路,其在胚胎形成和器官发生过程中对于控制干细胞和祖细胞的增殖、分化发挥着至关重要的作用,是发育生物学、细胞生物学、免疫学及血液学等多个领域的研究热点之一。近来研究发现,多种疾病的发生与Notch信号异常有关。本文就Notch信号通路的组成以及在神经病理性疼痛、神经退行性行疾病、脑损伤、肿瘤等的调节作用机制的进行综述。