铁代谢红细胞系调节因子与铁稳态

红细胞合成是人类和其他脊椎动物最耗铁的生理过程,对机体铁稳态具有重要调节作用。Erythroferrone（ERFE）是红细胞系来源的调节铁调素的主要激素。当机体存在应激性红细胞合成时,ERFE合成增加,铁调素表达受抑,可促进机体铁吸收和储铁动员,满足红细胞合成对铁的需求,但在无效红细胞生成疾病中,通过此作用也导致了铁过载的发生。ERFE抑制肝细胞合成铁调素的作用机制尚不清楚,但至少部分地依赖BMP/SMAD信号通路。ERFE对铁代谢障碍性疾病和红细胞生成紊乱性贫血有重要的诊断及治疗价值。     

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。     

益气活血类中药调控铁死亡机制研究进展

铁死亡(ferroptosis)是一种铁依赖的细胞死亡方式,主要特征为铁过载、脂质过氧化物和活性氧蓄积.中医中“气血”是构成人体的重要组成部分,也是生命活动的动力和源泉.当“气血”失调时,会引发严重的疾病,所以调节“气血”是临床治疗疾病的基本原则和核心思想.研究表明,益气活血类中药可以通过调节铁稳态和抑制铁死亡在防治重大疾病方面发挥着积极作用.本文综述了益气活血类中药调控铁死亡防治各类重大疾病的研究进展,梳理现有的益气活血类中药防治铁死亡引发重大疾病的相关药物,为中药防治铁死亡引发的重大疾病提供新的思路.     

希瓦氏菌铁稳态及调控的研究进展

铁元素通常以蛋白辅因子的形式参与一系列重要的生命过程,是绝大多数生命必需的营养物质.在细菌生命过程中,一方面铁短缺是必须克服的严峻挑战,另一方面铁过量又会危及生命.铁的这种二元性质要求细菌必须严格保持体内的铁稳态.当前革兰氏阴性菌铁稳态的作用模式及理解主要基于肠道细菌大肠杆菌的长期探索成果.近年来,在环境细菌中开展的相...     

肺的铁稳态机制与肺疾病时铁代谢的变化

铁对几乎所有生物都至关重要,人体铁稳态和细胞铁转运受到严格调控.生理情况下,肺主要从血循环吸收铁,呼吸道吸入的铁很少.肺的铁吸收、储存和排出由相应铁转运蛋白介导,肺铁稳态亦受铁调素和铁调节蛋白/铁反应元件的调控.系统铁稳态发生变化会引起肺的铁转运蛋白表达改变,以适应肺对铁的需求.因与外界空气直接接触,肺泡上皮常暴露于含...     

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。     

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。     

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。     

FBXL5:一种维持细胞内铁稳态的泛素连接酶

细胞内铁稳态的维持主要通过铁调节蛋白(ironregulatory protein,IRP)与几种铁代谢基因如转铁蛋白受体和铁蛋白mRNA上铁应答元件结合来实现。铁不足可增加IRP2活性和含量,而铁过载则诱导了IRP2的泛素化和蛋白降解。F-盒蛋白FBXL5是一种铁和氧依赖的E3泛素连接酶,在铁和氧存在的情况下催化IRP2的泛素化,而缺铁或缺氧则造成FBXL5自身被泛素化修饰和随后的蛋白酶体降解。FBXL5铁调节功能的发现使人们对细胞内铁稳态的理解更为清晰。     

揭开铁蛋白在铁稳态代谢网络中的真面目

早在1937年铁蛋白(Ferritin)就被发现并公认为是铁的储存蛋白,在铁稳态代谢中发挥关键作用。Ferritin分为轻链(L-Ferritin,LFt)和重链(H-Ferritin,HFt)两种形式,存在于原核和真核生物中,在各种组织和细胞中广泛表达;24个亚基形成球形结构,中央孔穴可容纳4 500个Fe~(3+)。Ferritin作为最经典的铁代谢相关基因,其细胞分泌、摄取及其它功能(非储存铁)并不明确,最近几篇研究论文给出了较好的诠释。     

转铁蛋白基因烟草中内源铁蛋白基因的差异表达及含铁量的变化

铁蛋白是一种由24个亚基组成的高分子贮藏蛋白质,可以储存多达4500个铁原子,在动植物及微生物的新陈代谢中起着非常重要的作用。有研究表明,外源铁蛋白的大量表达可以提高植物储存铁离子的能力。为了明确外源铁蛋白基因转化植物中内源铁蛋白基因差异表达与植物含铁量的关系,本研究在成功获得2个烟草铁蛋白基因的全长cDNA克隆NtFerl（登录号：ay083924）和NtFer2（登录号：ay141105）的基础上,以烟草品种SR-1（Nicotiana tabacum cv．Petit Havana SR-1）为受体,培育了转铁蛋白基因烟草。将双元载体pBI121中的GUS基因用来自大豆的铁蛋白基因SoyFer1（登录号：m64337）置换,利用农杆菌介导法转化烟草叶盘,获得在CaMV35S启动子驱动表达的大豆铁蛋白基因转化烟草植株。Northern杂交和Western杂交分析表明外源铁蛋白基因在转基因烟草中得到了正确表达。比较转基因烟草和非转基因烟草的内源铁蛋白基因表达强度、叶片铁含量、根系铁还原酶活性、株高和鲜重表明,外源铁蛋白基因不但促进了NtFer1的表达,提高转基因植株的储存铁的能力和根系铁还原酶活性,而且促进植株的生长速度。以上结果说明,外源铁蛋白基因转化烟草中内源铁蛋白基因的表达、铁离子的还原吸收及光和作用都得到了进一步的提高。     

Iron loading: a risk factor for osteoporosis

Iron loaded persons are at increased risk for infection, neoplasia, arthropathy, cardiomyopathy and an array of endocrine and neurodegenerative diseases. This report summarizes evidence of increased risk of iron loading for osteoporosis. Iron suppresses bone remodeling apparently by decreasing osteoblast formation and new bone synthesis. Low molecular mass iron chelators as well as a natural protein iron chelator, lactoferrin, may be useful in prevention of osteoporosis.     

Iron and copper homeostasis and intestinal absorption using the Caco2 cell model

Whole body homeostasis can be viewed as the balance between absorption and excretion, which can be regulated independently. Present evidence suggests that for iron, intestinal absorption is the main site for homeostatic regulation, while for copper it is biliary excretion. There are connections between iron and copper in intestinal absorption and transport. The blue copper plasma protein, ceruloplasmin, and its intracellular homologue, hephaestin, play a role in cellular iron release. The studies reviewed here compare effects of Fe(II) and Cu(II) on their uptake and overall transport by monolayers of polarized Caco2 cells, which model intestinal mucosa. In the physiological range of concentrations, depletion of cellular iron or copper (by half) increased uptake of both metal ions. Depletion of iron or copper also enhanced overall transport of iron from the apical to the basal chamber. Copper depletion enhanced overall copper transport, but iron depletion did not. Pretreatment with excess copper also stimulated copper absorption. Plasma ceruloplasmin (added to the basal chamber) failed to enhance basolateral iron release, and Zn(II) failed to compete with Cu(II) for uptake. Neither copper nor iron deficiency altered expression of IREG1 or DMT1 (-IRE form) at the mRNA level. Thus, in the low-normal range of iron and copper availability, intestinal absorption of both metals appears to be positively related to the need for these elements by the whole organism. The two metal ions also influenced each other's transport; but with copper excess, other mechanisms come into play.     

The BLyS Family: Toward a Molecular Understanding of B Cell Homeostasis

The B Lymphocyte Stimulator (BLyS) family of ligands and receptors regulates humoral immunity by controlling B lymphocyte survival and differentiation. Herein, we review the ligands and receptors of this family, their biological functions, and the biochemical processes through which they operate. Pre-immune B lymphocytes rely on BLyS signaling for their survival, whereas antigen experienced B lymphocytes generally interact more avidly with a homologous cytokine, A Proliferation Inducing Ligand (APRIL). The molecular basis for signaling via the three BLyS family receptors reveals complex interplay with other B lymphocyte signaling systems, affording the integration of selective and homeostatic processes. As our understanding of this system advances, molecular targets for manipulating humoral immunity in both health and disease should be revealed.     

植物磷稳态的调控机制

磷是植物必需的重要营养元素之一,是生物大分子的重要组成部分,在植物生命过程中发挥着不可或缺的作用.维持体内磷稳态对于植物的生长发育和环境应答至关重要.多种信号分子参与调控植物对磷的吸收和转运.植物维持磷稳态主要包括土壤磷的活化、磷的吸收、转运、存储和再利用等过程,涉及磷胁迫响应、转录因子调节、miRNA调节、菌根共生、...