基于NRF2/FPN1通路探究黄芪甲苷减轻糖尿病心肌梗死大鼠心肌损伤的作用机制

目的探讨基于核因子E2相关因子2(NRF2)/膜铁转运蛋白1(FPN1)通路对黄芪甲苷(AS)减轻糖尿病(DM)心肌梗死大鼠心肌损伤的作用机制。方法通过高糖饲料及链脲佐菌素(STZ)建立DM大鼠模型,将DM造模成功的50只大鼠通过结扎左冠状动脉前降支构建DM心肌梗死大鼠模型,将造模成功的50只大鼠随机分为梗死组、AS低剂量(AS-L,20 mg/kg AS)组、AS中剂量(AS-M,40 mg/kg AS)组、AS高剂量(AS-H,80 mg/kg AS)组、AS-H+NRF2抑制剂(ML385,80 mg/kg AS+30 mg/kg ML385)组,同时以10只开胸大鼠设为假手术组。干预结束后,检测心功能[左心室射血分数(LVEF)、肌酸激酶同工酶-MB(CK-MB)、肌酸激酶(CK)]指标;2,3,5-氯化三苯基四唑(TTC)检测心肌梗死体积比;试剂盒检测铁含量水平;HE染色检测大鼠心肌组织病理变化;qRT-PCR及Western blot分析心肌组织中NRF2、谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)、FPN1mRNA及蛋白表达。结果与假手术组相比,梗死组大鼠病理损伤严重,LVEF、NRF2、GPX4、FPN1mRNA及蛋白表达显著降低,梗死体积比、铁离子含量、CK-MB、CK显著增加(均P<0.05);与梗死组相比,AS-L组、AS-M组、AS-H组大鼠病理损伤得到改善,LVEF、NRF2、GPX4、FPN1mRNA及蛋白表达显著增加,梗死体积比、铁离子含量、CK-MB、CK显著降低,呈现剂量依赖性(均P<0.05);与AS-H组相比,AS-H+ML385组病理损伤相对严重,LVEF、NRF2、GPX4、FPN1mRNA及蛋白表达显著降低,梗死体积比、铁离子含量、CK-MB、CK显著增加(均P<0.05)。结论AS可减轻DM心肌梗死大鼠心肌损伤,可能通过激活NRF2/FPN1通路抑制铁死亡实现。

Nrf2/FPN1介导的铁稳态通路在有氧运动预防小鼠肝胰岛素抵抗中的作用

目的:探讨核因子E2相关因子2(Nrf2)/膜铁转运蛋白1(FPN1)介导的铁稳态通路在有氧运动预防小鼠肝胰岛素抵抗中的调控作用。方法:40只5周龄SPF级C57BL/6雄性小鼠,随机分安静对照组(NC组)、跑台运动组(NE组)、安静高脂组(HC组)、高脂+跑台运动组(HE组),每组10只。NC和NE组每日基础饲料喂养(AIN-93G),HC和HE组喂养60%kcal SPF级高脂模型饲料,均自由进食。NC组和HC组不运动,NE和HE组进行跑台运动,5 d/w,60 min/d,坡度为0,第1~2周速度为13 m/min,每两周速度递增1 m/min,第13~14周速度为19 m/min。14周干预结束后测小鼠体脂含量,血糖及口服葡萄糖耐量试验。麻醉灌流后取材,肝切片进行HE染色,观察脂肪样变。ELISA检测血清铁蛋白(SF)、胰岛素(INS)、肝线粒体8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)、4-羟基壬烯醛(4-HNE)。比色法测定肝糖原、甘油三酯(TG)、非血红素铁、血清铁(SI)含量。采用免疫共沉淀法(Co-IP)检测Nrf2与Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)结合量。Western blot检测肝FPN1、肝铁调素(hepcidin)、胰岛素受体(IR)、葡萄糖转运蛋白2(GLUT2)、铁蛋白重链(FTH1)、铜蓝蛋白(CP)、细胞核Nrf2的表达量。结果:(1)运动可降低小鼠肝胰岛素抵抗(P<0.01),高脂显著增加胰岛素抵抗(P<0.01),有氧运动和高脂膳食对小鼠肝胰岛素抵抗的影响具有交互作用(P<0.01)。(2)运动可降低小鼠血清铁蛋白和肝铁含量(P<0.01),有氧运动和高脂膳食对血清铁蛋白(SF)、肝铁含量的影响具有交互作用(P<0.01)。(3)运动可降低小鼠肝线粒体8-OHdG和4-HNE(P<0.01),高脂增加8-OHdG和4-HNE(P<0.01),高脂和运动对8-OHdG和4-HNE的影响具有交互作用(P<0.01)。(4)运动增加肝FPN1、CP、IR、FTH1、GLUT2表达量(P<0.01),降低Nrf2/Keap1结合量(P<0.01),运动和高脂对FPN1、IR、Nrf2/Keap1结合量的影响具有交互作用(P<0.01)。结论:14周高脂膳食诱发小鼠肝胰岛素抵抗,有氧运动明显改善肝胰岛素抵抗。运动通过增加细胞核内Nrf2,调控FTH1、FPN1表达,减少肝脏铁储存,减轻肝过氧化损伤和脂质沉积,增加胰岛素受体和葡萄糖转运载体,促进葡萄糖摄取和储存,缓解胰岛素抵抗。Nrf2/FPN1介导的铁稳态通路在运动改善由高脂引发的肝胰岛素抵抗中发挥重要作用。

淫羊藿、黄芪、葛根有效组分复方对AD模型小鼠大脑皮质FPN1表达的影响

目的观察淫羊藿、黄芪、葛根有效组分复方对阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)APPswe/PS1dE9双转基因小鼠模型大脑皮质FPN1表达的影响。方法 6月龄雄性APPswe/PS1dE9双转基因小鼠60只,随机分为6组,模型组、淫羊藿组、黄芪组、葛根组、复方组、去铁胺(DFO)组,6月龄雄性C57BL/6J小鼠10只作为正常对照组。用药结束后,分别采用免疫组化、Real time PCR和Western blot方法检测各组小鼠大脑皮质FPN1的表达情况。结果阴性对照组均未见FPN1阳性细胞。与正常对照组比较,模型组FPN1的mRNA和蛋白表达降低(P<0.05);与模型组比较,复方组和DFO组FPN1的mRNA和蛋白表达增高(P<0.05);与DFO组比较,复方组FPN1的mRNA和蛋白表达无统计学差异(P>0.05),淫羊藿组、黄芪组、葛根组FPN1的mRNA和蛋白表达降低(P<0.05)。结论应用淫羊藿、黄芪、葛根有效组分复方可以上调AD模型小鼠大脑皮质FPN1的表达,从而抑制AD模型小鼠脑铁超载,缓解铁超载带来的中枢神经系统功能衰退。

Hepcidin-FPN1调控通路在低氧和运动中对机体铁代谢的调节

维持机体铁稳态对保持细胞正常的生理功能有重要作用.许多因素影响机体的铁代谢,如低氧、运动、饮食等.由于长时间大强度运动往往会导致机体出现运动性铁缺乏,从而影响运动能力及健康,因此,运动与铁代谢的关系一直备受关注.低氧可以促进红细胞的生成,调节铁调素(Hepcidin)的基因表达,膜铁转运蛋白1(FPN1)随着Hepcidin的增加而减少,Hepcidin-FPN1调控机体铁离子的平衡,进而影响铁稳态.概述了Hepcidin-FPN1调控通路在低氧和运动中对铁代谢的调控作用.

运动性低血色素形成中大鼠十二指肠铁吸收蛋白HCP1、DMT1及FPN1表达的动态变化

目的:研究运动性低血色素形成中大鼠十二指肠铁转运蛋白血红素转运蛋白1(heme carrier protein 1,HCP1)、二价金属离子转运体1(divalent metal transporter1,DMT1)及膜铁转运蛋白1(ferroportin1,FPN1)表达的动态变化,探讨运动性低血色素的发生机制。方法:36只雄性Wistar大鼠随机分为对照组和运动组。运动组大鼠进行为期5周、6 d/周、坡度为0、速度30 m/min的递增负荷跑台训练。前2周每天训练1次,时间从1 min开始,每次递增2 min。从第3周开始,每天训练2次。分别于运动第3、4、5周末取材,采用血细胞自动分析仪测定血红蛋白(Hb)含量;Western Blot检测十二指肠上皮细胞HCP1、DMT1及FPN1表达。结果:(1)长时间大强度运动后大鼠Hb含量逐渐降低。运动组3周末Hb与其对照组相比有下降趋势,4周和5周末显著低于其对照组(P<0.05,P<0.01)。(2)运动组大鼠3周末小肠上皮细胞HCP1、DMT1及FPN1表达均显著高于其对照组(P<0.01),4周末与其对照组相比均无显著差异(P>0.05),5周末均显著低于对照组(P<0.01)。结论:大强度运动开始阶段,机体通过增加肠铁吸收维持运动机体对铁的需求,随运动时间延长,机体肠铁吸收能力降低,这是引发运动性低血色素的重要原因之一。

从FPN1基因筛选预测有氧耐力训练对左心室功能指标影响的分子标记

目的:通过膜铁转运蛋白1(FPN1)基因多态性与有氧耐力训练后左心室功能指标训练效果的关联性分析,以期能为预测有氧耐力训练效果和制定个性化有氧耐力训练方案提供科学依据。方法:对102名中国北方平原地区健康男子进行为期18周的有氧耐力训练,使用超声心动仪测定其训练前后安静状态和递增负荷运动下的左心室结构功能指标,应用PCR-RFLP技术解析受试者FPN1基因rs1123110、rs4145237多态性。采用associationstudies with training response phenotypes方法,分析rs1123110、rs4145237多态性与训练前后左心室结构功能指标变化的关联性。结果:经18周有氧耐力训练后,rs1123110的CC型群体100W/SV和100W/SVI的增加量显著高于TT型群体、CO和COI的下降量显著大于TT和TC型群体;rs4145237的CG型群体训练前安静时CO和Re/EF的增加量显著高于其他基因型。研究表明,rs1123110的CC型和rs4145237的CG型可以作为预测部分心室功能指标训练效果的分子标记。

低剂量铅暴露影响青春期小鼠睾丸铁稳态及转运体DMT1/FPN1表达的研究

目的 探究长期低剂量铅暴露对青春期雄性小鼠睾丸中铁稳态及其转运体DMT1/FPN1表达的影响。方法 4周龄SPF级ICR雄性小鼠按体重随机分为3组,每组15只。依据非职业人群血铅参考值及既往研究结果确定各组小鼠铅外暴露剂量分别为0(对照组)、50和200 mg/L,随饮水摄取。染毒90 d后,通过原子吸收光谱仪检测小鼠全血及睾丸中铅、铁含量;通过铁染色(Perl′s staining)法观察睾丸中铁的分布;采用qRT-PCR及Western blot检测睾丸中铁转运蛋白(DMT1/FPN1)mRNA及其蛋白表达水平;多组间数据比较采用单因素方差分析。结果 对照组、50和200 mg/L铅暴露组小鼠全血铅含量分别为(0.70±0.04)、(6.14±0.34)和(11.92±2.92)μg/dl,F血铅=31.937,P血铅=0.000,全血铁含量分别为(41.74±1.07)、(37.15±1.37)和(34.60±1.18)μg/dl,F血铁=15.867,P血铁=0.004,50和200 mg/L铅暴露组血铁含量均较对照组明显下降(P<0.05)。3组睾丸铅含量分别为(0.02±0.01)、(0.13±0.04)和(0.20±0.05)μg/g,F睾丸铅=5.011,P睾丸铅=0.026,睾丸铁含量分别为(17.83±1.18)、(20.75±0.65)和(21.76±0.61)μg/g,F睾丸铁=161.920,P睾丸铁=0.000,两个铅暴露组睾丸铁含量均较对照组明显上升(P<0.05)。Perl′s铁染色可见铅暴露睾丸中有明显蓝色颗粒分散分布,且主要分布在精细胞群中。睾丸中铁转运蛋白(DMT1/FPN1)mRNA及其蛋白表达水平结果显示,FDMT1mRNA=9.357,PDMT1mRNA=0.004;FFPN1mRNA=1.038,PFPN1mRNA=0.410;FDMT1蛋白=316.467,PDMT1蛋白=0.000;FFPN1蛋白=4.679,PFPN1蛋白=0.031。200 mg/L铅暴露组中睾丸二价金属离子转运体(divalent metal transporter 1,DMT1)mRNA表达水平明显高于对照组(P<0.05);膜铁转运蛋白(ferroportin 1,FPN1)mRNA表达水平有上升趋势,但各组间差异无统计学意义(P>0.05)。与对照组相比,50和200 mg/L铅暴露组DMT1蛋白表达水平均明显升高(P<0.05)。200 mg/L组睾丸组织中FPN1蛋白表达水平明显低于对照组(P<0.05)。进一步分析显示前期报道的精子密度、精子活率和精子畸形率与上述主要指标间统计学相关。结论 低剂量铅暴露能导致睾丸组织中铁富集及其转运体表达水平改变。

从铁死亡途径分析针刺对脑缺血再灌注损伤大鼠脑保护的作用机制

目的观察醒脑开窍针刺法对脑缺血再灌注损伤大鼠神经功能和脑组织病理形态学的影响,检测脑缺血再灌注组织内谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、转铁蛋白受体(transferrin receptor,TfR)和膜铁转运蛋白1(ferroportin 1,Fpn1)含量变化,从铁死亡途径探讨针刺对脑缺血再灌注大鼠的脑保护机制。方法25只清洁级雄性Wistar大鼠随机分为假手术组5只、模型组10只、电针组10只。后两组分别再按针刺干预时间分为24 h、72 h两个亚组,每组5只。采用改进的Zea Longa线栓法制作大脑中动脉缺血再灌注模型。电针组予针刺内关、水沟、三阴交,留针期间患侧内关、三阴交穴连接神经穴位刺激仪。采用Zausinger六分法评定神经功能缺损程度,尼氏染色法观察脑组织病理形态改变,酶联免疫吸附测定法对比各组大鼠GSH、MDA、TfR、Fpn1、GPX4的含量。结果与假手术组比较,造模后模型组及电针组神经功能评分均降低(P<0.01)。与模型组比较,电针干预24 h后神经功能评分升高,72 h后评分进一步升高(P<0.01)。造模24 h后,模型组及电针组尼氏小体数量减少,颜色变浅;72 h后模型组尼氏小体更少,电针组尼氏小体数量有一定的恢复。与假手术组比较,模型组MDA、TfR、Fpn1升高、GSH及GPX4降低(P<0.01)。与模型组比较,电针干预24 h及72 h时后MDA、TfR降低、GSH、GPX4及Fpn1升高(P<0.01,P<0.05)。与针刺24 h对比,针刺72 h后MDA、TfR降低更明显,GSH及Fpn1升高更明显(P<0.01,P<0.05)。结论铁死亡是脑缺血再灌注损伤中细胞死亡的重要方式之一,醒脑开窍针刺法可调节脑缺血再灌注大鼠脑组织铁代谢,提高细胞抗氧化能力,抑制神经细胞铁死亡,其脑保护作用与铁死亡途径密切相关。

FPN1基因多态性与HiHiLo训练后血象指标训练效果的关联性研究

目的:探讨FPN1基因多态性与HiHiLo训练效果的关联性。方法:选取70名健康受试者在模拟海拔2 800 m高度进行30 d HiHiLo训练(低氧暴露10 h/d、除白天常氧训练外,以75%.VO2max强度每周进行3次低氧训练),测定训练前、训练后第4 d、第7 d、第16 d、第23 d和第30 d的RBC、Hct和Hb等血象指标,应用PCR-RFLP方法解析基因多态性。结果:FPN1基因rs1123110和rs4145237多态性与血象指标的初始值不关联。经30 d HiHiLo训练训练后,rs1123110位点TT型RBC、Hb、Hct的平均增加量显著高于TC型;TT型Hb、Hct从第7 d、RBC从第16 d开始显著增加并持续至第30 d。rs4145237位点GG型RBC、Hb、Hct的平均增加量显著高于CG型;GG型Hb、Hct、RBC从第16 d开始显著增加,随后持续升高至第30 d。结论:rs1123110的TT型和rs4145237的GG型与HiHiLo训练效果关联,可以作为预测血象指标训练效果的分子标记。

促红细胞生成素对大鼠机体铁状态及腹腔巨噬细胞铁代谢的影响

网状内皮系统(reticuloendothelial system,RES)在维持机体铁稳态方面起着重要作用．但其调控机制尚不十分清楚．通过皮下注射重组人促红细胞生成素(recombinant human erythropoietin, rHuEPO)引起大鼠红细胞的生成显著增加,改变了血清转铁蛋白饱和度以及机体铁储存状态．利用RT-PCR及Western blot检测发现腹腔巨噬细胞二价金属离子转运蛋白(duodenal divalent metal trans- porter 1,DMT1)的表达显著下降,膜铁转运蛋白1(ferroportin 1,FPN1)的表达显著上升．同时采用^(55)Fe同位素标记示踪法显示腹腔巨噬细胞的铁摄取减少,铁释放量显著增加．研究结果表明在红细胞生成过程中,巨噬细胞摄铁的降低,可能是由于DMT1表达减少所致,巨噬细胞铁释放的增加,可能是由于FPN1表达上升弓J起,肝脏hepcidin在这一调控过程中可能起着重要作用．

钙离子对小鼠肝脏铁调素表达的影响及其调节机制

目的探讨钙离子对小鼠肝脏铁调素(hepcidin)mRNA表达的影响及其机制。方法实验小鼠随机分3组,对照组腹腔注射0.9%生理盐水,实验组腹腔注射CaCl_2溶液(140 mg/kg),注射0、6、24 h后分别取材。试剂盒检测血清铁和转铁蛋白饱和度,RT-PCR检测肝脏hepcidin mRNA表达,Western印迹检测脾脏Fpn1蛋白和肝脏中几个关键信号分子的表达。结果相对于对照组,小鼠腹腔注射CaCl_2溶液6、24 h后血清铁明显下降(P<0.05),肝脏中hepcidin mRNA表达在6 h下降显著(P<0.05),Fpn1蛋白表达上升,p-SMAD蛋白在6 h略有下降,而p-STAT蛋白在6 h后下降明显。结论 SMAD、STAT信号分子参与了钙离子对小鼠肝脏hepcidin mRNA的表达。

小肠微血管内皮细胞铁转运相关蛋白的发现

选用未离乳的SD大鼠十二指肠,采用2次酶消化及不同孔径滤网分级过滤等方法分离十二指肠微血管,通过体外培养、纯化成功获得了高纯度的原代培养的小肠微血管内皮细胞,并应用Western-blot技术,首次检测到了小肠微血管内皮细胞具有铁转运相关蛋白DMT1(divalent metal transporter1),FPN1(feerroportin1)和Tfr1的表达.这一新发现极大地丰富了小肠铁吸收及小肠铁吸收调节机制的理论,对进一步开展小肠铁代谢及其调节机制和铁代谢疾病的研究具有重要的理论和应用价值.

神经毒素6-OHDA干预后星形胶质细胞铁转运蛋白表达的变化（英文）

背景:前期的研究已经证实,在神经元和小胶质细胞中,神经毒素6-OHDA能够增加铁转入蛋白DMT1的表达,减少铁转出蛋白FPN1的表达,可能导致帕金森病黑质铁的沉积。然而,6-OHDA能否在星形胶质细胞中发挥不同的作用尚不明确。目的:观察6-OHDA作用于C6神经胶质瘤细胞(大鼠星形胶质细胞株)后,铁转运蛋白DMT1和FPN1表达变化。方法:培养大鼠星形胶质细胞C6细胞,加入10μmol/L 6-OHDA培养24 h,Western blots法检测6-OHDA干预后DMT1和FPN1蛋白表达。结果与结论:用10μmol/L 6-OHDA作用于大鼠C6星形胶质细胞24 h后,Western blots检测结果显示DMT1蛋白表达升高了2.5倍(P<0.01),FPN1蛋白表达升高了1倍(P<0.05)。提示,6-OHDA通过同时增加铁转运蛋白DMT1和FPN1表达促进铁运速率,星形胶质细胞对6-OHDA的反应与神经元和小胶质细胞不同。

人体铁代谢及其调控因素

本文从铁的吸收、转运、利用、储存过程阐述人体铁代谢的分子学机制,着重讨论铁代谢过程中的关键蛋白及其相关的调控因素,明确该机制能期望为更早期、更精准的铁稳态失衡标志物的发现提供新思路,并为未来的靶向治疗提供切入点。

毕赤酵母工程菌人hepcidin的纯化及部分铁代谢活性研究

采用摇瓶培养重组毕赤酵母(Pichia pastoris)表达并分泌重组人hepcidin至胞外,经等电沉淀,凝胶过滤纯化,电泳检测样品纯度,通过Western blot检测小鼠内皮细胞中hepcidin对GFP-FPN1及TfR1表达的影响。研究发现发酵hepcidin产量达150mg/L,纯化后经Tricine-SDS-PAGE检测为单一条带,分子质量与理论质量一致,具有抗菌活性,转染内皮细胞证实重组hepcidin可影响内皮细胞GFP-FPN1及TfR1的表达,具有调节铁代谢活性,对研究hepcidin与铁代谢的相关分子吸收机制及药物开发应用奠定了基础,对潜在的医学诊断治疗具有重要意义。

基于深度学习SSDResNet50V1FPN模型在马鲛鱼检测中的应用

近年来,随着渔业技术的不断发展,人们能享用到更多相关的鱼类水产,渔民的经济水平也较以往得到提高。渔民捕鱼后,通常需要对鱼获物的种类进行识别分类。渔民使用不同网孔的鱼网进行渔获物大小的筛选,体型符合要求的鱼获物会留在网内,从而保证渔获物体型大致相同。打捞上来的鱼还需要进行种类识别分类,将不同种类挑选出来,以便送往各个地方销售。现在渔民在挑选分类鱼的时候通常进行人工挑选,这种做法不仅消耗了大量的时间和精力,还可能会导致随着劳作时间的增加,人的注意力不集中而造成分类错误。为了在渔民分类中减少失误和提高效率,以渔获物马鲛鱼为例,文章讨论在使用普通相机进行检测的情况下,利用TensorFlow目标检测,设计的一种基于卷积神经网络模型SSDResNet50V1FPN应用在马鲛鱼检测中。利用该模型进行马鲛鱼目标检测,总的损失经过25 000步训练后,收敛到2.2x10-4,达到良好的检测精度。

基于抽动秽语综合征大鼠纹状体铁代谢关键蛋白研究菖蒲郁金汤抗抽动作用

目的:观察菖蒲郁金汤对抽动秽语综合征(TS)模型大鼠纹状体铁代谢关键蛋白和多巴胺(DA)含量的影响。方法:将48只雄性SD大鼠随机分为空白组12只,造模组36只,用亚氨基二丙腈造模。完成后将造模组随机分为模型组、西药组、中药组,每组12只。西药组予硫必利悬浊液,中药组予菖蒲郁金汤药液。在造模后、干预后对大鼠进行行为学观察;用RT-PCR法检测酪氨酸羟化酶(TH)、二价阳离子转运蛋白1(DMT1)、膜铁转运蛋白1(FPN1)、铁调素(Hepcidin)mRNA的表达;免疫组织化学法检测DMT1、FPN1、Hepcidin蛋白表达情况;免疫荧光法检测TH表达;普鲁士染色检测纹状体神经细胞铁表达;ELISA法检测纹状体DA及高香草酸(HVA)表达。结果:造模后各组行为学评分均>2分;造模后及干预后,与空白组比较,模型组FPN1表达、铁、TH、DA及HVA显著降低(P<0.05),DMT1、Hepcidin表达显著增加(P<0.05);中药组FPN1、铁、TH、DA及HVA较模型组显著增加(P<0.05),DMT1、Hepcidin显著降低(P<0.05);中药组行为学评分低于模型组及西药组(P<0.05)。结论:菖蒲郁金汤可能通过调节纹状体中铁代谢关键蛋白进而调节DA含量发挥抗抽动作用。