發(fā)現(xiàn)肝細胞鐵離子外排通路及其重要作用
研究揭示了泵鐵蛋白Ferroportin 1（Fpn 1）在肝實質(zhì)細胞鐵外排、鐵動員及維持機體鐵穩(wěn)態(tài)中的重要功能及機制。
鐵作為人體必需微量元素，其穩(wěn)態(tài)代謝維持需要多器官、多基因的精細調(diào)控。鐵穩(wěn)態(tài)代謝中的四個重要環(huán)節(jié)是吸收、轉(zhuǎn)運、鐵再循環(huán)和儲存。鐵儲存的主要器官是肝臟，肝臟又被稱為“鐵儲存器”。當(dāng)機體缺鐵時，肝實質(zhì)細胞中儲存的鐵被有效動員出來，滿足機體新陳代謝所需。雖然肝臟在鐵代謝中具有關(guān)鍵作用，但肝細胞鐵外排通路以及肝細胞鐵外排與巨噬細胞鐵再循環(huán)間的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)還不清晰。
研究員指導(dǎo)博士研究生張竹珍等利用Fpn 1肝實質(zhì)細胞特異敲除小鼠（Fpn1Alb/Alb）及Fpn 1肝實質(zhì)細胞和巨噬細胞雙敲除小鼠（Fpn1Alb/Alb；LysM/LysM）對肝細胞鐵外排通路開展了深入研究。實驗發(fā)現(xiàn)，在正常狀態(tài)下只有少量鐵從肝實質(zhì)細胞通過Fpn 1釋放到血液中；在缺鐵狀態(tài)時，肝實質(zhì)細胞Fpn 1負責(zé)從肝臟釋放大量鐵到血液中用于機體所需。通過強化鐵飼料使小鼠肝臟儲存一定量的鐵，可有效預(yù)防缺鐵飼料飼養(yǎng)誘發(fā)貧血發(fā)生；如果敲除肝細胞Fpn 1，肝細胞鐵動員受阻，儲存的鐵不能被有效利用，小鼠很容易表現(xiàn)出缺鐵性貧血癥狀。另外，對于Fpn 1肝實質(zhì)細胞和巨噬細胞雙敲小鼠Fpn1Alb/Alb；LysM/LysM，肝臟鐵動員及巨噬細胞鐵再循環(huán)均受阻，小鼠喂飼正常飼料時僅出現(xiàn)血清鐵輕度下降；當(dāng)用缺鐵飼料飼養(yǎng)時，F(xiàn)pn1Alb/Alb；LysM/LysM小鼠很容易產(chǎn)生嚴重貧血癥狀，提示腸道鐵吸收可以對肝鐵動員受損起代償作用；實驗還發(fā)現(xiàn)Fpn1Alb/Alb；LysM/LysM小鼠腸道上皮細胞基底層的Fpn 1表達顯著高于對照小鼠，特別是在缺鐵狀態(tài)下，進一步證實腸道鐵吸收的重要作用。
該項研究成果揭示了Fpn 1是介導(dǎo)肝細胞鐵外排的重要蛋白質(zhì)，闡明了Fpn 1介導(dǎo)的肝臟鐵動員、巨噬細胞鐵循環(huán)利用、腸道鐵吸收與鐵儲存之間相互調(diào)節(jié)互動來維持整體的鐵代謝平衡的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為鐵代謝紊亂相關(guān)疾病的治療提供了重要理論依據(jù)。發(fā)現(xiàn)肝細胞鐵離子外排通路及其重要作用
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