铁在正常细胞和肿瘤细胞中的代谢和转运的分子机制

哺乳动物细胞的铁摄取是通过血清Tf与TfR结合介导的。然后通过受体介导的内吞作用将转铁蛋白内化到内吞囊泡中，并通过内体ph的降低将铁从蛋白质中释放出来。除了这一过程外，几种细胞类型还具有其他有效的从Tf中摄取铁的机制，包括与非特异性吸附胞饮作用一致的过程和由小mr铁复合物刺激的机制。后一种机制似乎是由铁复合物产生的羟基自由基启动的，并可能在血清中存在大量非tf结合铁的铁超载疾病中发挥作用。除了tf结合的铁摄取外，哺乳动物细胞还具有许多机制，可以将铁从小mr铁复合物转运到细胞中。事实上，最近的研究表明，膜结合的Tf同源物MTf可以结合并内化59fe -柠檬酸盐中的Fe。然而，这种铁摄取过程的意义及其病理生理相关性仍然不确定。来自Tf或小mr复合物的铁可能以Fe(II)状态转运到哺乳动物细胞中。一旦铁通过膜，它就会成为细胞内不稳定铁池的一部分。不用于即时需求的不稳定铁池中的铁被储存在铁储存蛋白铁蛋白中。细胞铁的摄取和储存是通过一种反馈控制机制来协调调节的，这种机制在转录后水平上由胞质因子IRP1和IRP2介导。这些蛋白结合在TfR mRNA的3 UTR和铁蛋白和红系δ -氨基乙酰丙酸合成酶mRNA的5 UTR上的茎环结构IREs上。有趣的是，最近的研究表明，短命信使分子NO(或其副产物过氧亚硝酸盐)可以通过与IRP1的相互作用影响细胞铁代谢。此外，NO可以通过与IRP1作用不同的机制减少Tf对铁的摄取，并且NO也可能负责激活巨噬细胞介导的铁从靶细胞释放。另一方面，产生NO的诱导型NOS的表达可被铁螯合剂刺激，而铁盐的加入则使其表达降低，提示铁参与了NOS表达的调控。