http://www.physorg.com/news132233508.html
June 09, 2008
Duke 大學醫學中心研究者發現一種機制，那使缺鐵的細胞關閉倚賴鐵的能量製造程序，並使用一種涉及葡萄糖、較無效率的路徑。這種新陳代謝重新洗牌（reshuffling）機制，在酵母當中發現，幫忙解釋人類如何於鐵的匱乏做出回應，也許對糖尿病的研究有所助益。
"如果我們能了解沿著鐵缺乏的梯度會發生什麼樣的新陳代謝變化，那我們也許能辨識人身上溫和鐵缺乏的特徵，" 領導研究者 Dennis J. Thiele, Ph.D. 說，他是 Duke 藥理學與癌症生物學系的 George Barth Geller 教授。"我們能在通過時攔截它。"
"這個在酵母中的基本科學發現闡明了人類如何對鐵的匱乏做出回應，那是最常見的營養失調，" Duke 醫學院的 Dean Nancy C. Andrews 說，人類鐵新陳代謝疾病的專家。
這項發現，發表於六月號的 Cell Metabolism，對那些研究中的糖尿病也許很重要。"有愈來愈多證據顯示，如果在胰腺的β細胞中，鐵出現不平衡，這些細胞將無法適當產生胰島素，" Thiele 說。"就葡萄糖的使用而論，現在我們知道在酵母中發生了什麼事。" 我們需要了解，同樣的起因與影響在哺乳類身上是否為真。
缺鐵性貧血（Iron deficiency anemia）影響全世界近 20 億人，大部分經常是懷孕婦女、早產兒以及年幼小孩，Thiele 說。貧血深深地影響認知發展，運動神經元與神經元發展，他說。
科學家想要了解，生物如何在他們的細胞中建立起一種鐵的平衡。"我們知道，當酵母細胞遇到鐵匱乏時，它們會透降解（degrading，分解）特定信使 RNAs（mRNAs）並單獨留下其他 mRNAs 來重整，那開始了一連串的事件，" Thiele 說。信使 RNAs 是某一類分子，能將編碼資訊從 DNA 攜往製造蛋白質的結構，蛋白質接著能控管身體的構造與機能。
缺鐵的第一種反應是關閉細胞的能量中樞，粒線體（mitochondria），那取得葡萄糖並將它有效地變成細胞能量燃料，ATP。粒線體十分依賴鐵。當細胞變得更缺鐵時，它會藉由降解 mRNAs（其所編碼的蛋白質涉及此程序）將它「關小」，也因此某些才鐵能夠自由，Thiele 說。第二種反應是關閉鐵儲存路徑，以及其他倚賴鐵，但更加不必要的生化反應。"當你的鐵降低，你不會想要儲存它，而是拿出來使用，" Thiele 解釋。
第三種反應增加粒線體外部葡萄糖的使用路徑，那是一種更沒效率的能量產生方法。在粒線體外被處理以產生能量的葡萄糖分子，所產生的能量少了 18 倍，共同作者 Sandra Vergara 表示，Thiele 實驗室的博士生。
"細胞鐵平衡遵循經濟學的法則，" Vergara 說。"在匱乏期間，細胞會將鐵的利用列為優先，將它節省下來以進行更不可或缺的程序。這種優先化（prioritization）來自於細胞的成本，那反映在較高的葡萄糖需求，故細胞能保持正確的能量流動數量。"
如果我們的 ATP 變低，我們會變得疲倦且想打瞌睡，這是缺鐵的症狀，Thiele 說。"對人類來說，鐵很難從植物來源取得，那構成世上大部分飲食的基礎。" 鐵在自然界中很充裕，不過細胞得很努力才能取得它，因為它在體內會改變它的形態。
Thiele 強調這項發現顯示做麵包用的酵母細胞缺鐵時會發生什麼事，不過對人而言可能會有某種方式的擴展。"所有已知的人類疾病基因有將近 35% 在酵母基因組中出現相似之物。一個科學家對於推斷總持著保留態度。我認為我們能做出預測，我們在酵母中所觀察到的新陳代謝的重新洗牌，在鐵匱乏期間涉入的、同樣類型的關鍵蛋白與酵素，很有可能在人類細胞中遵循類似的模式。"
從酵母到人類，主要的新陳代謝路徑有大部分都保留在分子層次，Vergara 說。
※ 這又扯上了心血管與血液。相關報導：
＊ Cooperation of Two mRNA-Binding Proteins Drives Metabolic Adaptation to Iron Deficiency
http://www.cellmetabolism.org/content/article/abstract?uid=PIIS1550413108001423
Sergi Puig, Sandra V. Vergara, and Dennis J. Thiele＊ 解決鐵匱乏的世界任務
Cell Metabolism, Vol 7, 555-564, 04 June 2008
＊ 新發現扭轉對於光合作用的概念
＊ 研究：受到壓力的海藻能影響氣候
＊ 暖化？科學家澄清一種外遺傳的繼承機制
＊ 如何建構一隻「螢火蟲」測量 ATP
＊ 造影新工具：能以磁性標記細胞的「基因」
＊ 科學家發現新的血紅素類型
＊ 研究：老化的血液也許會影響患者
＊ 血管：使神經細胞生長的吹笛手
＊ 血液中的尿酸鹽濃度與帕金森氏症相關
＊ 嗜中性白血球可繞過胰島素抑制糖生產
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＊ 短暫、劇烈的運動對心臟有益？
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＊ 亞洲女性輕微超重也會增加罹癌風險
1 則留言:
缺乏鐵素助長乳房腫瘤 甚至癌變
台灣新生報 2010/08/06
今天公布的一項研究結果顯示，負責消除細胞中鐵的一種蛋白質──鐵素可以被用來減緩腫瘤的生長，治療乳癌和預測乳癌病患最後結果。
北卡羅來納州威克森林大學浸信會醫學中心研究員發現，鐵素的濃度在乳房腫瘤中明顯低於正常的組織。鐵素是負責將鐵從細胞中輸出的蛋白質。
威克森林大學生化學副教授托蒂（SuzyTorti）和發布此研究的醫學期刊「科學轉譯醫學」（ScienceTranslationalMedicine）的主要研究人員表示，缺乏鐵素會導致鐵的增加，造成腫瘤生長，還有可能變成惡性腫瘤。
當研究人員在老鼠身上，將人體乳房腫瘤的鐵素濃度恢復到正常程度時，腫瘤成長的速度會比較緩慢。
托蒂表示：「因為鐵素可移除細胞中的鐵，當我們把這種蛋白質放回細胞中，鐵素會移除癌生長激素。」
托蒂表示：「我們的研究發現認為，鐵素對癌細胞的行為確實有重大的影響。」
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