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發現肝細胞鐵離子外排通路及其重要作用
點擊次數：1833 發布時間：2013-4-26
發現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）在肝實質細胞鐵外排、鐵動員及維持機體鐵穩態中的重要功能及機制。
鐵作為人體必需微量元素，其穩態代謝維持需要多器官、多基因的精細調控。鐵穩態代謝中的四個重要環節是吸收、轉運、鐵再循環和儲存。鐵儲存的主要器官是肝臟，肝臟又被稱為“鐵儲存器”。當機體缺鐵時，肝實質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間的復雜調控網絡還不清晰。
研究員指導博士研究生張竹珍等利用Fpn 1肝實質細胞特異敲除小鼠（Fpn1Alb/Alb）及Fpn 1肝實質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。實驗發現，在正常狀態下只有少量鐵從肝實質細胞通過Fpn 1釋放到血液中；在缺鐵狀態時，肝實質細胞Fpn 1負責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，可有效預防缺鐵飼料飼養誘發貧血發生；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，小鼠很容易表現出缺鐵性貧血癥狀。另外，對于Fpn 1肝實質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均受阻，小鼠喂飼正常飼料時僅出現血清鐵輕度下降；當用缺鐵飼料飼養時，Fpn1Alb/Alb；LysM/LysM小鼠很容易產生嚴重貧血癥狀，提示腸道鐵吸收可以對肝鐵動員受損起代償作用；實驗還發現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是介導肝細胞鐵外排的重要蛋白質，闡明了Fpn 1介導的肝臟鐵動員、巨噬細胞鐵循環利用、腸道鐵吸收與鐵儲存之間相互調節互動來維持整體的鐵代謝平衡的調控網絡，為鐵代謝紊亂相關疾病的治療提供了重要理論依據。發現肝細胞鐵離子外排通路及其重要作用