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论文作者:Jerry Kaplan 期刊:《细胞—代谢》 发布时间:2008-8-14 11:35:37
-CELL-
细胞铁调节激素结合域的新发现

(封面图片:De Domenico等发现,变温动物例如封面所示的鲦鱼(minnow)的hepcidin结合区域特征与哺乳动物有所不同,哺乳动物hepcidin同时具有铁调节和杀菌功能,而鱼类的hepcidin基因则在进化中将这两个功能分离。图片来源:J&L Images)
 
铁调激素hepcidin是一种调节体内铁平衡的激素,它在维持铁稳定平衡方面起着关键作用。hepcidin由肝脏特异性表达,并且通过与铁转运蛋白(ferroportin)结合,诱导其发生降解从而降低铁的转运,并最终实现铁在肠道吸收或者肝脏、脾脏以及骨髓中的巨噬细胞铁释放的调节。Hepcidin在多种疾病中发挥重要作用,包括慢性贫血等。
 
在2008年8月6日出版的《细胞—代谢》(Cell Metabolism)上,来自美国的De Domenico等科学家发表文章表示,他们找到了铁转运蛋白ferroportin上的hepcidin结合区域(HBD),并且研究小组还发现变温动物hepcidin的HBD结合特征与哺乳动物hepcidin有所不同。
 
哺乳动物的铁稳定平衡受到肝脏产生的hepcidin以及其受体之间相互作用的调控,hepcidin结合到受体ferroportin上将导致ferroportin的降解,从而降低细胞内的铁输运。在研究中科学家发现,一种与HBD有关的19氨基酸合成的多肽,能反映hepcidin与细胞表面的ferroportin结合的特征及特异性。其中,哺乳动物的hepcidin与ferroportin或HBD的结合显示出一种不同寻常的温度依赖性,在温度低于15摄氏度时,其分离速率将增加。分离速率的增加程度取决于hepcidin结构随着温度的变化。而与此相反的是,变温脊椎动物例如鱼类或者蛙类的hepcidin与HBD的结合不存在这种温度依赖性。
 
研究结果表明,哺乳动物的hepcidin不仅具有铁调控能力,还是一种杀菌肽。Hepcidin通过作用于细菌细胞膜起到杀菌作用,它在膜上形成跨膜的离子通道,破坏细胞膜完整性,造成细胞破裂。与哺乳动物hepcidin不同的是,鱼类的基因则随着进化将铁调节功能和杀菌功能分离开来。因此,Hepcidin和HBD之间的这种关系为科学家提供了一种快速、灵敏的检验各物种hepcidin的方法,并且这种方法能为我们展现hepcidin的进化过程。(科学网 何宏辉/编译)
 
(《细胞—代谢》(Cell Metabolism),Vol 8, 146-156, 06 August 2008,Ivana De Domenico, Jerry Kaplan)
 
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