转基因水稻胚乳中表达铁结合蛋白提高稻米铁含量

为提高我国稻米的铁含量,通过农杆菌介导将自行克隆的菜豆(Phaseolus limensis)铁结合蛋白(Ferritin)基因导入了一个高产粳稻(Oryaz sativa L.ssp．japonuica)品种中,获得17个独立的转基因水稻株系。分子检测证明,外源基因在多数转基因水稻植株基因组中有1～3个整合位点,并可稳定遗传。在水稻种子贮存蛋白谷蛋白基因GluB-1启动子的控制下,铁结合蛋白基因可在转基因水稻的种子中高效特异地表达,不同转化子中的表达量有明显不同。在转基因水稻种子中表达铁结合蛋白后对提高精米中的铁含量有明显的效果,相对于未转化对照最多可提高64％,而锌的含量并无明显变化。     

脑铁代谢紊乱为阿尔茨海默病的治疗提供新靶点

脑铁稳态对于维持脑的正常发育和控制细胞氧化应激水平具有重要作用.大量研究已显示,脑铁稳态的失衡与阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的发病存在密切关系,但其机理尚需深入研究.本文结合本实验室的研究结果,总结了脑铁代谢失衡参与AD病变的研究进展,重点讨论了脑铁增高与AD症状及细胞损伤的关系,及负责铁摄入、储存、释放和调控的几种铁代谢关键分子在AD中的表达变化,并展望了改善脑铁水平、调节铁代谢相关分子平衡、降低氧化应激等方法作为AD治疗策略的前景.本文旨在为今后深入研究脑铁代谢及相关分子在AD病理过程中的作用,开发预防和治疗AD新药物提供参考.     

白念珠菌铁稳态调控网络研究进展

铁是绝大多数生物生长和代谢过程中必需的营养元素。尽管自然界中铁元素含量非常丰富,但是其生物可利用性却很低。作为一种人体常见的条件致病真菌,白念珠菌在漫长的进化过程中形成了复杂的铁稳态调控网络,能够应答环境中铁浓度的变化,增强菌株对环境的适应力。结合课题组研究工作,简要综述近几年关于铁代谢表达调控途径的研究进展,主要关注白念珠菌在环境铁匮乏条件下铁获得和调控策略,揭示白念珠菌体内铁离子摄取、转运、储存和利用机制。     

哺乳动物铁稳态分子机制研究进展

铁是机体必需微量元素,参与机体合成血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的组成和功能发挥,对维持生命和健康至关重要。近四分之一的世界人口遭受铁缺乏或缺铁性贫血的威胁。此外,部分人群还存在铁过载问题,以脏器铁离子蓄积为主要病理改变的遗传性血色病,其在欧美发病率高达1/200,在中国也有报道。血色病后期多诱发肝脏、胰腺及心脏的功能衰退。铁过少或过多对健康都会造成严重危害,机体需要复杂而精密的调控体系维持铁稳态平衡。铁代谢主要包括小肠吸收、肝脏储存、血液转运、巨噬细胞再循环以及周身细胞利用。过去十多年是铁代谢研究的黄金时期,先后发现众多铁稳态代谢相关基因。该文综述了近年来哺乳动物铁代谢领域的研究进展,并对铁稳态代谢中存在的问题进行了初步讨论,为理解和进一步深入研究铁代谢分子机制提供参考。     

动物储铁蛋白研究进展

铁元素是生物体中必不可少的微量元素,在生物的生长发育中发挥着重要作用。铁蛋白是一种分布广泛的球形蛋白,能够以稳定的形式储存大量铁。铁蛋白通过储存和释放铁来维持机体内铁平衡。铁蛋白不仅是机体中重要的铁储存蛋白,同时也能有效保护生物体免受来自氧自由基的损伤。与此同时,铁蛋白含量可以作为一些疾病预防检测的明确指标。对铁的代谢吸收及铁对基因调控的研究,进一步说明了维持铁平衡对生物体有重要意义。     

Hepcidin与疾病关系和其临床意义的研究进展

铁是人体必需的微量元素,是血红蛋白、肌红蛋白及多种酶的重要组成成分,广泛地参与氧气输运、氧化还原反应、细胞增殖与分化、基因表达调控等基本生命过程。机体铁稳态对生命体新陈代谢的平衡起着至关重要的作用。铁稳态依赖铁吸收、转运和储存、再循环利用等代谢过程共同调节。铁调素（Hepcidin）是铁代谢调节中最关键的调节分子,成熟的铁调素是一个由25个氨基酸组成的功能性小肽类激素,可以通过调节小肠上皮细胞和巨噬细胞表面的相关铁转运蛋白来调控机体内铁的储存和利用。铁调素同时受到机体铁水平的反馈,免疫应答和红细胞生成等因素的共同调节。许多铁代谢疾病、炎症和各种原因引起的贫血与铁调素的异常表达相关。因此,对于铁调素的检测不但可以反映机体的铁代谢状况,结合其他临床指标还能够辅助诊断和有针对性地检测相关疾病的治疗效果。     

去铁酮联合去铁胺治疗重型地中海贫血患儿的疗效及对血糖代谢和铁代谢的影响

目的:探讨去铁酮联合去铁胺治疗重型地中海贫血患儿的疗效及对血糖代谢和铁代谢的影响。方法:选取2015年3月～2017年12月期间海南省妇女儿童医学中心儿科收治的127例重型地中海贫血患儿,根据数表法将患儿随机分为对照组(n=63)和研究组(n=64),其中对照组在基础治疗的基础上给予去铁胺治疗,研究组在对照组的基础上联合去铁酮治疗。比较两组患儿临床疗效、治疗前后的血糖代谢和铁代谢情况,记录两组患儿治疗期间不良反应发生情况。结果:研究组患儿治疗后临床总有效率为73.44%(47/64),高于对照组患儿的55.56%(35/63)(P0.05)。两组患儿治疗后血糖代谢正常率均升高,且研究组高于对照组(P0.05)。两组患儿治疗后血清铁蛋白(SF)降低,尿铁排泄量(UIE)升高(P0.05);研究组治疗后SF低于对照组,UIE高于对照组(P0.05)。两组不良反应发生率比较无统计学差异(P0.05)。结论:去铁酮联合去铁胺治疗重型地中海贫血患儿,安全有效,可改善机体铁代谢,提高血糖代谢正常比例,具有一定的临床应用价值。     

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。     

铁转运刺激因子研究进展

铁转运刺激因子 (stimulatorofFetransport,SFT)是近年新发现的一个重要的铁代谢蛋白。SFT是一种跨膜糖蛋白 ,含 6个跨膜区域 ,在第一个细胞内环中含有功能上十分重要的REIHE序列。它广泛分布于各组识 ,其主要功能是促进转铁蛋白结合铁和非转铁蛋白结合铁的转运。SFT的基因表达和功能发挥受铁的调控。遗传性血色素沉着病人的肝脏内SFTmRNA的表达显著增加 ,因而SFT超表达可能与遗传性血色素沉着病的形成有关     

铁自噬与铁死亡及其相关疾病

铁是血红素、线粒体呼吸链复合体和各种生物酶的重要辅助因子,参与氧气运输、氧化还原反应和代谢物合成等生物过程。铁蛋白(ferritin)是一种铁存储蛋白质,通过储存和释放铁来维持机体内铁平衡。铁自噬(ferritinophagy)作为一种选择性自噬方式,介导铁蛋白降解释放游离铁,参与细胞内铁含量的调控。适度铁自噬维持细胞内铁含量稳定,但铁自噬过度会释放出大量游离铁。通过芬顿 (Fenton)反应催化产生大量的活性氧(reactive oxygen species, ROS),发生脂质过氧化造成细胞受损。因此,铁自噬在维持细胞生理性铁稳态中发挥至关重要的作用。核受体共激活因子4 (nuclear receptor co-activator 4, NCOA4)被认为是铁自噬的关键调节因子,与铁蛋白靶向结合,并传递至溶酶体中降解释放游离铁,其介导的铁自噬构成了铁代谢的重要组成部分。最新研究表明,NCOA4受体内铁含量、自噬、溶酶体和低氧等因素的调控。NCOA4介导的铁蛋白降解与铁死亡(ferroptosis)有关。铁死亡是自噬性细胞死亡过程。铁自噬通过调节细胞铁稳态和细胞ROS生成,成为诱导铁死亡的上游机制,与贫血、神经退行性疾病、癌症、缺血/再灌注损伤与疾病的发生发展密切相关。本文针对NCOA4介导的铁自噬通路在铁死亡中的功能特征,探讨NCOA4在这些疾病中的作用,可能为相关疾病的治疗提供启示。     

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。     

鱼肝铁蛋白铁核表层接受电子能力的研究

采用直接电化学技术研究Hong鱼肝铁蛋白（Liver Ferritin of Dasyatis akajei,DALF）铁核表层接受还原电子的快慢速率和释放铁的动力学级数及规律。实验结果表明,在有氧环境下,DALF铁核表层以两相行为的方式快速地从铂金电极上获得还原电子且用于释放铁反应,其释放铁的还原电们分别为－125mV－375mV(vs.NHE,下同）。在控制还原电位为－200mV和－500mV的条件下,DALF铁核表层解放铁的速率分别为11．1Fe^3 /(DALF.min)和33．3Fe^3 (DALF.min）,因而认为DALF从铂金电极接受电子和解放铁的速率快慢与还原电位高低有关。血红素不仅能络合于DALF蛋白壳（DALFh）上,而且还能加速DALFh释放铁的速率,但无法增加DALFh释放铁的总量。DALF铁核结构中的磷铁组成存在着非均匀性。DALF铁核表层磷铁结构具有接受来自于蛋白壳电子隧道提供的还原电子能力。     

高等植物中铁的代谢机制

铁在高等植物的生长发育中发挥着重要作用,但随着人类的耕作及土壤的盐碱化,缺铁已成为一个世界性植物营养问题。高等植物在长期的进化过程中,形成了完善的对环境铁信号响应的体系。本文围绕植物与环境的相互作用,综述了近年来植物铁营养的吸收、转运、分配和储存的研究进展,并总结了植物中铁营养代谢调控的相关机理。     

厌氧氨氧化细菌Candidatus Kuenenia stuttgartiensis铁的吸收利用研究进展

铁是影响微生物生长代谢的关键元素,它与蛋白质结合,起催化、氧化还原或调节作用.厌氧氨氧化(ANAMMOX)细菌的生长代谢严重依赖铁,尤其是含铁蛋白.ANAMMOX细菌的厌氧生活方式和厌氧氨氧化体的存在使其对铁代谢的模式不同于其他微生物.弄清ANAMMOX细菌的铁吸收代谢模式,可为获得其纯培养物奠定基础,有利于促进其在环...     

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。     

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.     

妊娠期糖尿病患者体内铁负荷状态及氧化应激水平的研究

为了探讨铁代谢在妊娠期糖尿病(GDM)发病中的作用,对GDM患者体内铁负荷状态、氧化应激水平及抗氧化状态进行分析研究.在912例孕24～28周产前检查的孕妇中,按血糖筛查和糖耐量试验筛选出GDM孕妇32例为实验组,随机选择糖耐量正常孕妇26例作为对照组,分别测定两组孕妇的血红蛋白(Hb)等指标,以评价机体铁代谢状况;测...     

高等植物体内铁运输机制研究进展

铁是植物所必需的微量矿质元素,在光合作用、呼吸作用等过程中发挥着重要的作用。虽然铁在地壳中含量丰富,但生物有效获取率非常低。因此,探索高等植物铁吸收及运输机制一直是植物铁营养领域研究的热点问题。近几年来,人们对于高等植物体内铁运输,尤其是细胞内铁运输又有了新的认识。本文主要对高等植物体内长距离铁运输(木质部,韧皮部)和细胞内的铁运输(液泡,叶绿体和线粒体)两方面的运输机制进行了综述,这将帮助我们进一步了解植物铁代谢机制,对我们培育高铁含量作物和提高植物抗逆性有着重要意义。     

植物铁结合蛋白基因研究现状

世界范围内约 30 %的人口缺铁 ,以妇女、儿童最严重。Ｌｉ等 (1 993) [14 ] 对北京纺织女工的一项调查表明 ,根据ＷＴＯ(1 975 )的标准有 34% 1 9岁 - 4 5岁的人缺镁。最近研究表明 ,铁的缺乏会阻碍大脑认识能力的发育。铁结合蛋白是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的铁储藏蛋白。对植物种子、胚、正生长发育的植株和动物的储存铁研究表明 ,在所有情况下用于发育的储存铁的共同来源是铁结合蛋白。铁结合蛋白能富集数十亿倍于自由可溶性铁的铁原子。Ｂｅａｒｄ ,ｅｔａｌ [2 ](1 996 )用铁结合蛋白和大豆等食物治疗鼠的铁缺乏症 ,结果认…     

七鳃鳗——铁代谢研究的极佳模型

七鳃鳗历经5亿年的进化历程,所处的自然环境具有低温及铁含量较高等特点,且在变态发育过程中组织结构和生命机制已经发展出其独特的适应性的进化方式,这为人们进一步研究生命起源和进化提供了新的方向。铁是人体必需的营养素之一,在代谢过程中发挥重要的作用,但当过量时可能导致铁中毒。七鳃鳗体内游离铁含量很高,如变态前幼体的血清铁浓度是人类正常男性的149倍,幼体肝中的铁含量约是人类正常含量的2～3倍。七鳃鳗具有完备的生物化学系统耐受体内高浓度的游离铁,铁稳态的重要基因如转铁蛋白、铁蛋白重链、超氧化物歧化酶等基因高表达,提升了铁转运、铁储存及抗氧化能力。七鳃鳗具有IRE/IRP调控系统,是适应组织内高铁环境的重要保护机制。此外,七鳃鳗在变态发育过程中逐渐形成口腔腺,成为独特的铁代谢器官。本文主要介绍了七鳃鳗各组织铁的分布及适应体内高铁含量的潜在机制,为后续寻找调控铁代谢分子机制提供理论基础。