代谢洞察阐明铁不平衡的原因

研究人员在8月号的《科学》杂志上报告说，对铁代谢中关键因素的新认识产生了一种新的工具，可以区分人类铁过载或铁缺乏的根本原因细胞代谢,细胞出版社的出版物。当身体需要铁来产生血红蛋白(红细胞中的一种物质，使它们能够携带氧气)时，过多的铁会积聚并最终损害器官。

研究人员知道，哺乳动物体内的铁平衡是由肝脏产生的一种名为hepcidin的激素和铁运输受体运铁蛋白控制的。Hepcidin结合运铁素刺激其分解，从而降低铁出口。过多的hepcidin会导致贫血;如果含量过低，身体就无法排出足够的铁。(根据美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的数据，人类最常见的铁超载疾病是遗传性血色素病，美国每1000名白种人中就有5人患有这种病。)

现在，研究人员已经确定了运铁蛋白上的关键hepcidin结合域(HBD)。通过将该结合位点放置在珠子上，他们现在有了一种非常特殊的方法来检测人类血液中的hepcidin水平。

“我们已经确定了hepcidin结合位点，”盐湖城犹他大学的Jerry Kaplan说。“它将允许对潜在炎症的诊断，从而区分由hepcidin引起的铁代谢疾病与其他原因引起的铁代谢疾病。”

卡普兰和他同样来自犹他大学的同事黛安·沃德解释说，Hepcidin最初并不是因为它对铁的影响，而是因为它的抗菌作用。作为一种防御机制，肝脏会对炎症细胞因子产生更多的这种激素。他解释说，由于微生物需要铁，hepcidin的增加会导致运铁素和铁的下降，这被认为是具有抗菌作用的。

除了归零hepcidin-binding网站在新的研究中,卡普兰和病房显示,他们HBD分析可以很容易地检测血清中的变化hepcidin水平由于已知基因的突变影响hepcidin水平以及在其他铁代谢基因突变。

虽然已经开发了其他的hepicidin检测方法，但新的检测方法是独特的，因为它专门识别激素的生物活性形式。他们说，由于结合位点在进化上的显著保护程度，新的分析方法也可以用于从牛到鱼的其他脊椎动物。

沃德补充说:“该测试将范围缩小到[活性hepcidin]。”“它可以帮助我们预测炎症对体内铁储量的影响。”

研究人员还有另一个意想不到的发现。人肝菌素与运铁素在37?摄氏温度，但不是摄氏4度。他们指出，原因是来自人类的hepcidin在低温下改变了其构象。

大多数哺乳动物都不会那么冷，所以生理上的相关性并不清楚。但是，研究人员想知道这对其他生活在非常寒冷水域的冷血脊椎动物，比如鱼，意味着什么。

他们发现斑马鱼的hepcidin在低温下继续结合，尽管事实上斑马鱼的hepcidin结合域与人类的几乎相同。他们还发现，在犹他州冬季中期采集到的褐鳟鱼、阿拉斯加的九棘鱼和青蛙也是如此。哺乳动物和鱼类之间的区别似乎在于结合域外的hepcidin结构的一部分。

他们的研究引出了另一个进化的洞见。早期的研究表明，大多数哺乳动物只有一种hepcidin基因，但鱼类有多种。其中一种鱼肝磷脂是全长的，“成熟的”肝磷脂，而其他的是较小的版本。他们现在表明，鱼体内的全长hepcidin对大肠杆菌几乎没有抗菌作用。他们说，结合早期的证据，研究结果表明，哺乳动物的hepcidin具有铁调节和抗菌活性，而鱼类的hepcidin基因已经进化到分离这两种功能。

来源:细胞出版社

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