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在生命科学的探索中,Hepcidin-25(铁调素)作为铁代谢和免疫反应的关键调节因子,一直是研究的热点。它不仅在基础生物学中扮演着重要角色,还为理解生物体内的复杂机制提供了新的视角。
1. Hepcidin-25(铁调素):铁代谢的关键调节者
Hepcidin-25的核心功能是调节铁的吸收和分布。通过与细胞表面的铁转运蛋白 Ferroportin 结合,Hepcidin-25 能够精准地控制铁的输出,从而维持体内铁的平衡。这种调节机制在生物体的正常生理过程中至关重要,例如在肠道铁吸收、肝脏铁储存以及红细胞生成等过程中发挥着不可或缺的作用。Hepcidin-25是研究慢性疾病贫血(ACD)、缺铁性贫血、地中海贫血、铁过载相关疾病等动物模型的重要试剂。
图1 Hepcidin-25的生理功能[1]
2. Hepcidin-25(铁调素):免疫反应的效应调节因子
Hepcidin-25在宿主防御中具有重要作用。在感染或炎症状态下,Hepcidin-25 的水平升高,导致血清铁水平下降,这种机制被称为“缺铁性贫血”。这种铁的限制策略可以抑制病原体的生长,从而增强宿主的防御能力[2]。在单核巨噬细胞中,Hepcidin-25(铁调素)通过抑制 FPN1,阻断巨噬细胞对衰老红细胞铁的再循环利用。炎症状态下,Hepcidin-25 表达升高导致巨噬细胞铁隔离,形成不利于病原体生长的低铁环境,这种 "营养免疫" 机制在宿主防御中发挥重要作用[3]。而在一些自身免疫疾病的研究中,常常伴随着炎症因子的异常表达,这些炎症因子如IL-6会诱导Hepcidin-25 的表达,进而导致铁代谢紊乱,因此Hepcidin-25(铁调素)也是自身免疫疾病中的一个重要标志物和重要的研究靶点[4]。
图2. 炎症因子与Hepcidin - 25的转录调节[4]
3. Hepcidin-25:广泛的抗菌活性
Hepcidin-25对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌均有抑制活性。其抗菌机制包括:1)通过静电作用吸附于微生物细胞膜,破坏膜完整性导致离子泄漏;2)螯合细胞外铁离子,干扰病原体铁获取;3)抑制细菌生物被膜的形成,降低群体感应信号传导效率。研究表明,其对金黄色葡萄球菌最小抑菌浓度(MIC)可达 1-4 μM。
参考文献
[1] E. Nemeth, T. Ganz, Hepcidin and Iron in Health and Disease, Annual review of medicine 74 (2023) 261-277.
[2] A. Kali, M. V. Charles, R. S. Seetharam, Hepcidin - A novel biomarker with changing trends, Pharmacognosy reviews 9(17) (2015) 35-40.
[3] P. J. Schmidt, Regulation of Iron Metabolism by Hepcidin under Conditions of Inflammation, The Journal of biological chemistry 290(31) (2015) 18975-83.
[4] P. Ruchala, E. Nemeth, The pathophysiology and pharmacology of hepcidin, Trends in pharmacological sciences 35(3) (2014) 155-61.
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