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背景: 铁是所有生物生存所必需的微量元素,它主要在线粒体被用来合成铁硫簇,血红素及其他辅基,参与多种生理过程。自由铁可通过Fenton反应产生自由基,影响细胞正常功能。铁代谢紊乱与许多疾病的发生有关,如缺铁性贫血(缺铁)、弗里德赖希共济失调(铁过多)、老年痴呆(铁过多)等。 Mitoferrin是定位于线粒体内膜的转铁蛋白,促进铁由胞质的运入。在酵母及小鼠细胞中抑制该基因表达使线粒体铁含量减少。其表达降低影响铁硫簇及血红素合成,并使线粒体铁含量减少。本课题组发现,通过RNAi技术敲低mitoferrin同源基因mfn-1的表达显著延长寿命,表明线粒体铁代谢对衰老过程有重要影响。 目的,方法和结论通过RNAi技术敲低mitoferrin同源基因mfn-1的表达显著延长寿命(可延长一倍),这表明线粒体铁代谢对衰老过程有重要影响。脂褐质(又叫衰老色素)的积累是衰老过程的显著特征,在秀丽线虫中表现为自发荧光的增强(脂褐质的颜色),通过荧光显微镜观测发现mfn-1 RNAi显著延缓了自发荧光的积累,说明延缓了衰老过程。采用罗丹明染色,发现在衰老过程中线粒体膜电位迅速下降,mfn-1 RNAi可以延缓这一过程,对线粒体功能的维持可能促进寿命延长。此外,线粒体分子伴侣hsp-60及hsp-6的表达显著上调,而内质网hsp-4及胞质hsp-16.2表达没有升高。线粒体应激反应受到haf-1,ubl-5及zc376.7的调节。Mfn-1 RNAi显著延长haf-1缺失线虫的寿命,说明线粒体应激反应的激活不是寿命延长的原因。进一步的研究发现iscu RNAi也可以延长线虫寿命,这提示mitoferrin RNAi很可能是通过减少线粒体铁供给,进而影响铁硫簇的合成来延缓衰老。荧光定量PCR检测发现Iscu RNAi与mitoferrin RNAi引起线粒体铁代谢基因的表达变化,说明铁的调节是非常严密的,其机制还有待于探索。线粒体铁代谢与衰老有密切关系,进一步对其研究将有助于增加对衰老及老年疾病发病机制的认识。