SLC11A2,也称为二价金属转运蛋白1(DMT1),是一种重要的跨膜铁转运蛋白,负责细胞内的铁摄取。SLC11A2在维持体内铁平衡中发挥着关键作用,参与了从肠道、肾脏到红细胞的铁转运过程。它不仅在生理条件下发挥作用,而且在病理状态下,如铁缺乏性贫血、铁过载和神经退行性疾病中,其功能异常也与疾病的发生和发展密切相关。
SLC11A2在肠道中负责非血红素铁的吸收,在肾脏中参与铁的排泄,在红细胞生成过程中则负责从衰老红细胞中回收铁。SLC11A2的异常表达或功能缺失会导致铁代谢的紊乱,进而引起一系列疾病。例如,SLC11A2的突变会导致一种罕见的遗传性贫血症——铁难治性铁缺乏性贫血(IRIDA),这种疾病对常规的铁补充治疗无反应,需要通过静脉注射铁剂来治疗[3]。此外,SLC11A2的突变还与阿尔茨海默病(AD)的发生发展有关。研究发现,在小鼠模型中,敲低SLC11A2基因会加剧AD相关的认知功能障碍,并改变小胶质细胞的转录组特征[1,5]。在体外实验中,抑制SLC11A2可以显著降低Aβ诱导的炎症基因表达和细胞内铁水平[1]。这表明SLC11A2在调节铁代谢和炎症反应中发挥着重要作用,可能与AD的病理机制相关。
SLC11A2的表达和活性受到多种因素的调控。例如,一些microRNAs(miRNAs)可以与SLC11A2 mRNA的3'-非编码区(3'-UTR)结合,从而调节SLC11A2的表达和铁转运功能[4]。此外,SLC11A2的表达还受到性别差异的影响。研究发现,在小鼠模型中,敲低SLC11A2基因对雄性和雌性小鼠的影响不同。在雄性小鼠中,SLC11A2的敲低可以减轻脂多糖(LPS)诱导的神经炎症反应,而在雌性小鼠中则没有观察到这种效应[2]。这表明SLC11A2的表达和功能受到性别差异的调控,可能与其在不同性别中的生物学功能有关。
总之,SLC11A2是一种重要的跨膜铁转运蛋白,在维持体内铁平衡和参与炎症反应中发挥着重要作用。SLC11A2的异常表达或功能缺失与多种疾病的发生发展密切相关,包括铁缺乏性贫血、铁过载和神经退行性疾病。深入研究SLC11A2的生物学功能和调控机制,有助于理解相关疾病的发病机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Robertson, Katrina Volk, Rodriguez, Alec S, Cartailler, Jean-Philippe, Harrison, Fiona E, Hasty, Alyssa H. 2024. Knockdown of microglial iron import gene, Slc11a2, worsens cognitive function and alters microglial transcriptional landscape in a sex-specific manner in the APP/PS1 model of Alzheimer's disease. In Journal of neuroinflammation, 21, 238. doi:10.1186/s12974-024-03238-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39334471/
2. Volk Robertson, Katrina, Schleh, Michael W, Harrison, Fiona E, Hasty, Alyssa H. 2023. Microglial-specific knockdown of iron import gene, Slc11a2, blunts LPS-induced neuroinflammatory responses in a sex-specific manner. In Brain, behavior, and immunity, 116, 370-384. doi:10.1016/j.bbi.2023.12.020. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38141840/
3. Piatto, Vânia Belintani, Ferdinando, Danielle Lopes Teixeira, Funes, Hamilton Luiz Xavier. 2022. DOES SLC11A2 GENE MUTATION ASSOCIATE WITH IRON-REFRACTORY IRON-DEFICIENCY ANEMIA AFTER BARIATRIC SURGERY? In Arquivos brasileiros de cirurgia digestiva : ABCD = Brazilian archives of digestive surgery, 35, e1645. doi:10.1590/0102-672020210002e1645. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35730874/
4. Sugino, Yuta, Uchiyama, Reina, Shibasaki, Chihiro, Kugawa, Fumihiko. . Regulation of Iron-Ion Transporter SLC11A2 by Three Identical miRNAs. In Biological & pharmaceutical bulletin, 45, 1291-1299. doi:10.1248/bpb.b22-00214. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36047197/
5. Robertson, Katrina Volk, Rodriguez, Alec S, Cartailler, Jean-Philippe, Harrison, Fiona E, Hasty, Alyssa H. 2024. Knockdown of microglial iron import gene, DMT1, worsens cognitive function and alters microglial transcriptional landscape in a sex-specific manner in the APP/PS1 model of Alzheimer's disease. In Research square, , . doi:10.21203/rs.3.rs-4559940/v1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38978579/