综述：保障细胞稳态的机制：从细胞感知到系统调控

《Cellular and Molecular Life Sciences》：Circuits that guarantee iron homeostasis: from cellular sensing to systemic control

　　

摘要

铁是一种必不可少的元素，同时也可能具有毒性。它的氧化还原特性支持多种细胞过程，包括氧气运输、能量代谢、DNA合成和表观遗传调控。为了在保持铁可用性的同时限制其毒性，生物体进化出了复杂的机制来调控铁在细胞和系统层面的吸收、运输、摄取、利用、储存和回收。在脊椎动物中，细胞内的铁稳态主要由IRE–IRP系统控制，而系统性的铁平衡则由肝脏产生的激素铁调素（hepcidin）调节，这种激素整合了反映铁储存量、循环铁量及红细胞生成需求的信号。越来越多的证据表明，铁调素的调控还涉及代谢、应激和环境因素，这突显了系统性铁调控的复杂性和动态性。在本综述中，我们更新总结了协调细胞和系统铁稳态的机制，涵盖了从膳食中铁的吸收和系统运输到细胞内的摄取、利用、储存以及巨噬细胞介导的回收过程。我们讨论了调控铁调素产生的分子通路，以及如何整合反映体内铁状态和生理需求的信号。进一步分析了铁和铁调素稳态失调如何导致与铁相关的疾病（如缺铁和血色病），并重点介绍了几种铁调节蛋白的新功能，这些功能超出了它们在铁代谢中的传统作用范围。