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膳食诱导的肥胖小鼠肠铁摄取与释放关键分子的基因表达变化
目的 探讨高脂膳食诱导的肥胖小鼠十二指肠组织中介导Fe2摄取和释放的关键分子——二价金属离子转运蛋白(DMT1)和膜铁转运蛋白(Fpn1)的基因表达变化.方法 C57BL/6J小鼠依随机数字表法分为正常对照(NC)组和肥胖模型(OM)组,每组6只,分别以普通饲料和高脂饲料喂养14周.肥胖建模成功后,采用Real-time PCR和Western blot法检测小鼠十二指肠DMT1、Fpn1mRNA和蛋白表达水平.结果 Real-time PCR检测结果显示,与NC组相比(将NC组mRNA表达水平定为1.00),OM组小鼠Fpn1 mRNA的相对表达水平(0.58±0.11)明显降低,差异有统计学意义(=6.71,P=0.014),而DMT1 mRNA相对表达水平(0.89 ±0.26)差异无统计学意义(t=2.01,P=0.122).Western blot检测结果显示,OM组小鼠十二指肠Fpn1蛋白表达量低于NC组,OM组和NC组相对表达水平分别为0.32±0.06、0.65 ±0.19,差异有统计学意义(t=5.37,P=0.026),而DMT1蛋白相对表达水平在OM组和NC组分别为0.88 ±0.21、0.92 ±0.17,差异无统计学意义(t=1.84,P=0.185).结论 肥胖小鼠十二指肠Fpn1 mRNA及蛋白表达水平下降,而DMT1表达水平无明显变化,提示肥胖对肠铁吸收的影响可能在于肠黏膜细胞释放Fe2入血循环障碍.
关键词： 肥胖症 肠吸收 二价金属离子转运蛋白 膜铁转运蛋白 -
脑缺血大鼠海马CA2区转铁蛋白受体及膜铁转运蛋白的表达及脑泰方提取物干预研究
目的:研究脑缺血大鼠海马CA2区转铁蛋白受体(TFR)和膜铁转运蛋白(Fpn)随时间表达,及益气活血中药脑泰方提取物(NTE)干预对TFR及Fpn表达的影响,阐明脑缺血后铁代谢失调导致神经元损伤的新机制及益气活血中药NTE治疗通过调节细胞内铁代谢达到抗脑缺血损伤的作用机制.方法:第一部分实验:随机将SD大鼠分为2h、6h、12h、24h、72h组,采用大脑中动脉栓塞法(MCAO)行大鼠局灶性脑缺血模型制备,分别在术后2、6、12、24、72h各时间点取海马,通过免疫组化及RT-PCR检测海马CA2区TFR、Fpn及TFR mRNA、FpnmRNA随时间表达.第二部分实验,随机将SD大鼠分为NTE低、中、高剂量组(3、9、27g/kg)、假手术组及模型组.各组大鼠预处理灌胃(ig)给药连续3d,每日1次,再行MCAO模型制备术,术后连续ig给药3d.术后第3天采用Zea Longa神经行为学评分标准记录大鼠的行为活动,尼氏染色观察海马CA2区神经元,免疫组化法及RT-PCR检测TFR、Fpn和TFR mRNA、Fpn mRNA表达.结果:12h、24h、72h组TFR表达明显增加(P＜0.05),12h组Fpn的表达明显增加(P＜0.05);NTE高剂量组神经行为学评分较模型组有显著降低(P＜0.05);NTE高剂量组尼氏体多,胞核、胞仁较清晰显示;与模型组比较,NTE高剂量组TFR和TFR mRNA表达明显减少(P＜0.05),与假手术组和模型组比较,NTE高剂量组Fpn和Fpn mRNA表达明显增高(P＜0.05).结论:铁调节失衡可能是导致脑缺血神经元损伤的新机制,脑缺血后NTE能通过干预大鼠海马CA2区TFR、Fpn的表达,调节神经元铁代谢,达到保护神经元,恢复神经功能的作用.
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枸橼酸铁铵对原代培养的大鼠心肌细胞铜蓝蛋白、膜铁转运辅助蛋白和膜铁转运蛋白表达的影响
目的 观察枸橼酸铁铵(FAC)对原代培养的大鼠心肌细胞铁释放相关蛋白表达的影响,探讨枸橼酸铁铵对心肌细胞铁代谢的影响机制. 方法 以原代培养的乳鼠心肌细胞为材料,分为对照组、20mg/L枸橼酸铁铵组、40mg/L枸橼酸铁铵组和80mg/L枸橼酸铁铵组,每组6个重复.然后检测心肌细胞存活率、搏动频率,免疫组织化学检测铜蓝蛋白(CP)、膜铁转运辅助蛋白(HP)和膜铁转运蛋白(FP1)表达的变化. 结果 各剂量枸橼酸铁铵对大鼠心肌细胞存活率无明显影响;心肌细胞搏动频率减慢,停止跳动的细胞数量明显增加,收缩幅度逐渐降低;随着枸橼酸铁铵浓度的增加,心肌细胞铜蓝蛋白、膜铁转运辅助蛋白和膜铁转运蛋白的表达均增加. 结论 枸橼酸铁铵影响大鼠心肌细胞的生理功能,IRP-IRE可能参与膜铁转运蛋白表达的调控,铜蓝蛋白、膜铁转运辅助蛋白表达的升高可能与铁处理增加细胞的氧化紧张性有关.
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铁调素及膜铁转运蛋白在铁过载小鼠模型中表达变化的研究
目的:建立铁过载动物模型,探讨铁调素及膜铁转运蛋白在铁过载中的作用.方法:C57BL/6纯系小鼠经腹腔注射右旋糖酐铁(10 mg/次,2次/周,共4周),分别于铁剂注射前,铁剂注射2周,铁剂注射4周取外周血进行血常规及血清铁检查,并对各脏器(肝脏、脾脏,心脏、股骨)铁沉积进行病理分析.应用ELISA方法检测铁过载动物模型血清铁调素水平,RT-PCR及Western blot方法检测骨髓细胞膜铁转运蛋白水平,流式细胞术检测骨髓细胞内铁水平.结果:铁过载动物外周血白细胞总数、血红蛋白水平及血小板数无明显变化,而网织红细胞绝对值及百分比均随铁剂注射次数增加而呈进行性下降(r=-0.938,r=-0.947).铁过载动物外周血血清铁水平随铁剂注射次数增加而呈进行性升高(r =0.894).动物各脏器的病理分析结果发现,铁过载动物各脏器均出现不同程度铁沉积.进一步研究发现,铁过载动物外周血铁调素水平均随铁剂注射次数增加而呈进行性升高(r =0.957).RT-PCR及Western blot结果显示,铁过载动物骨髓细胞膜铁转运蛋白mRNA及蛋白水平均明显增高(P＜0.05).流式细胞术检测结果亦发现,铁过载动物模型骨髓细胞内铁浓度水平明显升高(P＜0.05).结论:铁调素及膜铁转运蛋白在铁过载动物中表达水平明显升高,可能影响骨髓红系造血功能.
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高铁与低铁环境对成骨细胞hFOB1.19膜铁转运蛋白1表达的影响
目的 观察细胞培养液中加入铁离子或铁离子螯合剂后成骨细胞(hFOB1.19)膜铁转运蛋白1(FPN1)表达的变化,探讨铁离子浓度对成骨细胞FPN1表达的影响.方法 将不同浓度的枸橼酸铁铵(FAC,50、100、200 μmol/L)和去铁胺(DFO,5、10、20 μmol/L)分别加入人hFOB1.19培养基,24 h后用共聚焦显微镜(CLSM)测定细胞内铁离子浓度,用定量PCR、Western blotting和免疫荧光法测定不同组别成骨细胞FPN1的表达并进行统计比较.结果 用不同浓度的FAC和DFO干预20 h后,成骨细胞内铁离子浓度随FAC浓度增加而增加,随DFO浓度增加而降低,组间差异有统计学意义(P<0.05);FPN1基因和蛋白表达随FAC浓度增加而增加,随DFO浓度增加而降低,组间差异有统计学意义(P<0.05).结论 高铁环境可上调FPN1表达,低铁环境可下调FPN1表达.FPN1表达量的改变可有效维持成骨细胞内铁离子浓度的平衡.
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铁与脂质代谢相关蛋白在动脉粥样硬化中的表达与调节机制
目的 了解动脉粥样硬化(AS)斑块与巨噬细胞内铁代谢之间的关系,探讨造成AS斑块内巨噬细胞铁代谢紊乱的分子机制.方法 取AS斑块组织、正常动脉组织各25份,油红染色和酶联免疫法检测脂质含量.检测铁代谢相关蛋白[铁蛋白(FT),膜铁转运蛋白(FPN1),亚铁氧化酶(HP),铜蓝蛋白(CP)]含量.免疫组化、免疫荧光定位FPN1在巨噬细胞的表达情况.取12名AS患者及12名正常人血清样品,测定血清铁调素(Hep)浓度.结果 AS斑块脂质富集,结合胆固醇含量明显高于正常对照(P＜0.001).正常人血清Hep浓度显著低于AS患者,差异具有统计学意义(P＜0.01).AS患者斑块处FT含量明显高于正常组织,细胞中FPN1含量增加,而CP、HP表达量降低(P＜0.01).免疫荧光显示,AS斑块处FPN1主要存在于巨噬细胞胞质内.结论 AS斑块组织中铁代谢紊乱,细胞中FPN1的非细胞膜定位和CP、HP的表达下降,阻止铁从巨噬细胞中排出.同时血清中Hep的水平较高,也加重了巨噬细胞中铁的累积.说明铁的累积可能加剧了AS斑块的形成及发展.
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肥胖对小鼠十二指肠 DMT1和 FPN1表达的影响
目的：观察肥胖对小鼠十二指肠二价金属离子转运体（divalent metal transporter 1，DMT1）mRNA、膜铁转运蛋白（ferroportin1，FPN1）mRNA及蛋白表达的变化，探讨肥胖影响铁吸收的机制。方法 C57BL／6J小鼠随机分为正常对照组和肥胖模型组，每组6只，通过喂养高脂饲料喂养建立肥胖模型，对照组采用普通饲料饲养，实验干预期14周。建模完成后，采用实时荧光定量PCR方法检测小鼠十二指肠DMT1、FPN1 mRNA 的表达，用Western blot检测小鼠十二指肠FPN1蛋白表达。结果与对照组小鼠相比，肥胖模型组小鼠十二指肠DMT1、FPN1 mRNA表达以及FPN1蛋白表达水平降低，差异具有统计学意义（ P ＜0.05）。结论肥胖会下调机体十二指肠DMT1、FPN1的表达，导致铁吸收不良，为进一步研究肥胖引起铁缺乏机制提供理论和实验依据。
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维生素A缺乏对大鼠十二指肠DMT1,FPN1mRNA表达的影响
目的 研究维生素A(VA)缺乏对大鼠十二指肠二价金属离子转运蛋白(DMT1),膜铁转运蛋白(FPN1)mRNA表达的影响,为进一步研究维生素A缺乏影响铁代谢的相关机制提供基础.方法 雄性SD大鼠52只,按体重随机分为4组,每组13只,Ⅰ组VA正常对照组,Ⅱ组VA完全缺乏组,Ⅲ组VA轻度缺乏组,Ⅳ组VA和铁轻度缺乏组.实验动物喂饲8w后处死,测定血清VA、血红蛋白、血清铁、血清铁蛋白,并用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测各组大鼠十二指肠二价金属离子转运蛋白(DMT1),膜铁转运蛋白(FPN1) mRNA表达的情况. 结果 VA缺乏可使血清铁、血清铁蛋白含量显著降低.VA缺乏时十二指肠二价金属离子转运蛋白(DMT1)、膜铁转运蛋白(FPN1) mRNA的表达显著增强. 结论 VA缺乏可能通过多种途径使大鼠十二指肠DMT1、FPN1 mRNA的表达增强,需要进一步研究证实.
关键词： 维生素A缺乏 铁代谢 二价金属离子转运蛋白 膜铁转运蛋白 -
铁调素在贫血诊断和治疗中的应用
肝脏合成铁调素(hepcidin,Hepc)参与机体的铁代谢,Hepc合成障碍可引起铁过载性贫血;而Hepc合成过多可导致炎症性贫血和慢性肾病性贫血等.我们就Hepc在贫血诊断和治疗中的应用做一综述,为贫血鉴别诊断及研发Hepc激动剂和拮抗剂用于贫血的治疗提供参考.
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动脉粥样硬化细胞模型建立及细胞内铁代谢紊乱初步研究
目的 建立动脉粥样硬化(AS)细胞模型,研究铁代谢与AS关系及AS斑块中巨噬细胞铁代谢紊乱的分子机制,为临床干预铁代谢及防治AS提供理论依据.方法 采用RAW264.7细胞,以氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)诱导制备泡沫细胞,油红O染色并通过酶联免疫法检测胞内脂质(总胆固醇、游离胆固醇)验证AS泡沫细胞模型建立.免疫印迹法检测铁代谢相关铁蛋白(FT)、膜铁转运蛋白(FPN)1,免疫组化、免疫荧光法检测和定位巨噬细胞中FPN1表达.结果 ox-LDL诱导制备的细胞质内有大量红色脂质颗粒,较多脂质融合成大油滴状,符合泡沫细胞形态特征;泡沫细胞内有大量脂质堆积,胆固醇酯(CE)占比明显高于正常细胞(P＜0.05);与正常对照组相比,泡沫细胞内FT含量明显高于正常细胞,FPN1含量增加且主要存在于细胞质内.结论 泡沫细胞中铁代谢紊乱,细胞内大量聚集.FPN1非细胞膜定位阻止铁从巨噬细胞中有效排出并加重泡沫细胞中铁累积,可能加剧AS斑块形成和发展.
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雌二醇对小鼠肝脏铁调素和膜铁转运蛋白表达的影响
目的 研究雌二醇(E2)在小鼠铁调素和膜铁转运蛋白表达调节中的作用.方法 在不同时间、使用不同浓度雌激素对小鼠进行腹腔注射,应用RT-PCR法检测肝脏铁调素和膜铁转运蛋白mRNA.结果 注射50μgE212 h和24 h后小鼠铁调素表达增加(P<0.05),而注射100μgE2 12 h后小鼠膜铁转运蛋白表达也出现上调(P<0.05).结论 E2可通过调节小鼠肝脏铁调素和膜铁转运蛋白表达而影响铁代谢.
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铁调素在HBV相关性肝细胞肝癌中的表达及其机制的初步研究
目的 研究铁调素及其受体膜铁转运蛋白(FPN)在乙型肝炎病毒(HBV)相关性肝细胞肝癌(HCC)中的表达,初步探讨其在肝癌发生发展中的相关机制.方法 随机筛选出正常对照20例、HBV相关性HCC患者25例,分别作为对照组和HCC组.采用酶联免疫法(ELISA)测定所有血液标本血清铁调素、骨形态发生蛋白6(BMP6)、白介素-6(IL-6)、可溶性转铁蛋白受体(sTfR)、铁蛋白(SF)和甲胎蛋白(AFP)水平;比较2组血清铁代谢相关指标的差异,并比较铁调素与其他指标的相关性.采用免疫组化法检测正常肝组织和肝癌组织及癌旁肝组织标本中FPN的表达,并分析其与AFP、TNM分期和HCC临床分期的相关性.结果 HCC组血清铁调素水平明显低于对照组(P＜0.05),并且与IL-6、BMP6的表达呈正相关,与sTfR和SF的表达呈负相关(P值均＜0.01,r绝对值均大于0.5).HCC组肝癌组织中FPN的表达较正常肝组织和HCC组癌旁肝组织明显减少,差异有统计学意义(P＜0.01).FPN在HBV相关性HCC肿瘤组织中的表达与HCC临床分期呈负相关(P=0.01,r=-0.505).结论 HBV相关性HCC患者血清铁调素与正常人相比呈低水平,血清sTfR呈高水平,导致机体铁过载,从而促进HCC发生.FPN在HCC肿瘤组织中呈低表达.HCC患者血清铁调素低水平可能与BMP/SMAD信号通路和JAK/STAT信号通路被抑制有关.
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膜铁转运蛋白的缺失对破骨细胞分化的影响
目的 探究在骨髓谱系细胞中特异性敲除膜铁转运蛋白(Fpn)对破骨细胞分化的影响.方法 实验组为 Fpn基因敲除小鼠,对照组为含Fpn基因的小鼠,分别对两组小鼠骨髓巨噬细胞进行培养并诱导其分化成破骨细胞,且分为巨噬细胞组、前体细胞组、破骨细胞组.通过TRAcP染色、RT-PCR及Western blot等方法探讨Fpn的缺失对破骨细胞分化的影响.结果 染色显示实验组中成熟破骨细胞的阳性表达强于对照组.实验组NFATc1、PGC-1β的mRNA表达量及CTSK、NFATc1、PGC-1β的蛋白表达量均高于对照组( P<0.01).结论 在骨髓谱系细胞中膜铁转运蛋白的缺失会促进破骨细胞的形成.
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铁过载在输血依赖性血液系统疾病的概述及进展
Iron is an indispensable element in human health. It has many functions in human body, such as synthesis and repair of DNA,participation in hemoglobin synthesis,redox reaction,cell proliferation and mitochondrial energy metabolism,and is an auxiliary factor of many enzymes. Iron overload or iron deficiency may cause corresponding symptoms,and sometimes even affect the progress of certain diseases. Iron deficiency will lead to iron deficiency anemia,which has been recognized by clinicians. Iron overload is divided into primary and secondary. Primary iron overload is mainly caused by congenital diseases. Secondary iron overload is mainly caused by long-term blood transfusion, ineffective hematopoiesis and excessive iron intake. Long term blood transfusion is the most common cause. The most common blood transfusion related diseases are myelodysplastic syndrome,aplastic anemia and acute hematopoietic malignancies. In foreign countries,there are many guidelines for the indications and practice of the treatment of iron overload caused by blood transfusion, but the occurrence and harmfulness have not been paid much attention interiorly. Thcrefore, this article focuses on the overview and progress of secondary iron overload in blood dependent blood system related diseases.
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铁跨膜转运蛋白与脑神经疾病的相关性研究进展
铁是人体内必不可少的微量元素,细胞的氧化代谢及免疫应答、红细胞的生成等都有铁元素的参与[1].人体可以利用两种形式的铁,非血红素铁和血红素铁.通过文献归纳、整理,我们率先总结出铁在体内细胞转运的工作模式:"两个中心,三个体系,网络调控."两个中心:铁的细胞转运调节是以铁调素及胞浆铁调节蛋白为中心.铁的细胞跨膜转运及储存的三个体系:铁的细胞转入体系,转运体有:转铁蛋白、转铁蛋白受体、血红素载体蛋白;胞内铁储存体系:血清铁蛋白为细胞内铁储存蛋白;铁的细胞转出体系,转运体有:膜铁转运蛋白、人类猫白血病C亚类病毒受体、胸腺癌抵抗蛋白.各种刺激因子通过细胞内复杂的信号传递过程,以网络形式调控细胞内铁相关三大体系.体内不同存在形式的铁超载,会导致自由基生成和组织损伤[2].铁跨膜转运蛋白参与了非血红素铁及血红素铁的吸收、运输及细胞内外跨膜转运,保证了体内各组织细胞内的铁稳态.
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海马注射β淀粉样蛋白1-40对大鼠脑铁含量及膜铁转运蛋白表达的影响
目的 通过检测阿尔茨海默病(AD)模型大鼠海马铁含量和膜铁转运蛋白(Fpn)的变化,探讨AD时脑铁升高的机制.方法 雄性(290±10)g SD大鼠随机分为3组,模型组经海马内注射β淀粉样蛋白(Aβ)1-40,假手术组注射生理盐水,另取正常对照组不作任何处理.于第1、2、3和4周取各组大鼠脑组织,分离海马,经石墨炉原子吸收分光光谱法测定海马铁含量,DAB增强的Perls′铁染色观察海马铁分布,RT-PCR检测Fpn mRNA表达,Western blot和免疫组织化学染色检测Fpn蛋白表达.结果 注射Aβ1-40后,模型组除第1周无明显改变外,随着时间延长,海马铁含量逐渐升高,均明显高于正常对照组(P<0.01),铁染色明显增强,各区均出现大量铁沉积颗粒;模型组海马Fpn mRNA和蛋白水平表达均随着时间延长逐渐降低,差异有统计学意义(P<0.01).结论 海马内注射Aβ1-40可引起大鼠海马Fpn表达减少,Fpn表达减少可能是AD时脑铁升高的原因.
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铁调素受体-膜铁转运蛋白的研究进展
膜铁转运蛋白（ferroportin ，Fpn）是唯一已知的膜铁输出蛋白，并且在不同类型细胞间铁的转运是必需的。Fpn在机体铁稳态中的重要性已经在人体及动物的研究中得到验证。铁调素（hepcidin）通过与它的受体Fpn相结合，介导了 Fpn的内化降解作用，来调控十二指肠吸收铁进入血液循环及巨噬细胞循环再利用铁，从而维持机体的铁稳态。
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铁代谢研究进展
铁是机体重要的微量元素之一,机体铁稳态的维持需要多种机制来严格调控铁获取、铁利用和铁贮存之间的平衡.本文介绍近年发现的机体铁代谢中的三个重要分子膜铁转运蛋白(Ferroportin)、铁调节激素(hepcidin)以及血幼素(Htemojuvelin).
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DMT1的结构及其基因表达调控
1995年Gruenheid等[1]在筛选小鼠天然抗性的巨噬细胞蛋白1(natural resistant-associated macrophage protein 1,Nramp1)时,首次发现了与Nramp1基因同源性高达78%、具有相似的二级结构的天然抗性的巨噬细胞蛋白2(Nramp2).同年Vidal等[2]将人的Nramp2定位于染色体12q13上.之后,Gunshin等[3]在大鼠十二指肠,Fleming等[4]在小红细胞贫血症(microcytic anaemia,mk)小鼠中,几乎同时克隆到了二价阳离子转运蛋白(DCT1)基因,研究发现它与Nramp2具有相同的基因组成和对离子的转运功能.为了更准确地描述这种蛋白的功能,将Nramp2/DCT1重新命名为DMT1[5].DMT1的发现,澄清了人们长期以来对肠铁吸收机理的认识,新的研究证实,肠腔内的三价铁在十二指肠细胞色素b(duodenal cytochrome b)作用下,还原为二价铁,再由DMT1将二价铁转运入肠粘膜细胞内,细胞内的二价铁由于膜铁转运辅助蛋白(hephaestin)的作用变成三价铁,再经过膜铁转运蛋白1(ferroportin1)介导由上皮细胞进入腚血液循环[6].
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烧伤对不同性别小鼠肝脏和脾脏铁相关蛋白的影响
目的 研究不同性别小鼠肝脏和脾脏铁相关蛋白烧伤前后的变化.方法 90 ℃水蒸气制备烧伤小鼠模型,采用比色法测定烧伤小鼠肝脏和脾脏中的铁含量,逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测肝脏hepcidin和膜铁转运蛋白1(Fpn1)表达,使用Western检测了肝脏和脾脏Fpn1蛋白表达.结果 烧伤后雄性小鼠脾脏铁含量升高,肝脏hepcidin表达升高同时肝脏和脾脏Fpn1蛋白含量减少.烧伤后雌性小鼠铁内稳态破坏程度较轻.结论 铁相关蛋白的表达变化可能是引起烧伤后铁内稳态破坏的重要原因,不同性别小鼠铁相关蛋白表达差异可能暗示了雌激素的保护作用.
