铁是生命体必不可少的微量元素之一，广泛参与机体的分子氧运输、电子传递、DNA生物合成等多种代谢途径。生命体在长期进化过程中发展了精妙、特异的铁代谢机制：即多层次的铁吸收、转运、储存和再利用的调节机制，其中细胞水平上的铁仓储和机体水平上的铁的再利用是铁代谢调节的两个核心机制。　　 细胞水平上的铁仓储，是通过胞质储铁蛋白ferritin实现的，ferritin是机体最主要的铁储存场所。当细胞处于缺铁状态时，ferritin翻译受阻，从而降低了其在细胞内的蛋白水平；反之，当细胞处于多铁状态时，ferritin蛋白合成增多，以储存更多的铁，保护细胞免受铁过载介导的的细胞氧化损伤。虽然关于ferritin储存铁的机制已研究的比较清楚，但是关于其中仓储铁的释放及重新利用机制目前还不清楚。我们之前的研究发现，线粒体储铁蛋白(mitochondrial ferritin，MtFt)过表达会导致胞质ferritin蛋白水平下降；本论文进一步研究表明，无论是在MtFt过表达细胞还是在野生型细胞，溶酶体蛋白酶抑制剂处理细胞后均阻止了胞质ferritin的降解；此外，经溶酶体蛋白酶抑制剂处理的细胞与未经处理的细胞相比，其中的胞质ferritin储存了更多的铁，抑制胞质ferrtitin蛋白降解非常明显地阻碍了其中储存铁的动用。研究还发现，溶酶体蛋白酶抑制剂leupeptin抑制胞质ferritin降解的同时还降低了其合成、增强了其稳定性。另外，我们的研究还表明，经柠檬酸铁铵(ferric ammonium citrate，FAC)处理的细胞，其胞质ferritin降解是通过蛋白酶体途径进行的。综上所述，我们认为MtFt过表达所引起的胞质ferritin蛋白降解先于其中铁的释放，该蛋白降解过程主要通过溶酶体途径进行，但蛋白酶体途径在胞质ferritin蛋白降解过程中可能也有所作用。　　 机体水平上的铁的再利用是在网状内皮系统(reticuloendothelial system，RES)的巨噬细胞中进行的，巨噬细胞吞噬受损或衰老的红细胞，降解其中的血红蛋白，释放自由铁，以供红细胞生成过程中合成亚铁血红素heme所需。高海拔地区，缺氧提高机体促红细胞生成素EPO(erythropoietin)的产生，进而增加红细胞生成，以提高机体的氧供应。这种状况下，需要更多的铁以满足红细胞生成过程中heme的合成需要。那么，缺氧环境下，巨噬细胞是否会适应机体所需，增强铁的再利用能力，为此，我们检测了小鼠巨噬细胞Raw264.7在大气氧(21％O2)、哺乳动物组织氧(6％O2)、缺氧(1％O2)三种氧浓度下吞噬红细胞后铁代谢相关蛋白的蛋白水平变化。蛋白免疫印迹Western blotting实验结果表明，大气氧浓度下，巨噬细胞Raw264.7吞噬红细胞8小时后，血红素加氧酶1(heme oxygenase-1，HO-1)和胞质储铁蛋白ferritin蛋白水平上升，12小时后回落到基本水平，铁传递蛋白受体(transferrin receptor1，TfR1)和铁输出蛋白(ferroportin1，Fpn1)蛋白水平没有变化；缺氧环境下吞噬红细胞后，HO-1和ferritin蛋白被强烈诱导表达，Fpn1蛋白水平在吞噬红细胞4小时及8小时后也明显上调，TfR1蛋白水平也得到上调。缺氧环境下吞噬红细胞后，ferritin和Fpn1蛋白水平迅速明显上调，表明缺氧提高了巨噬细胞铁的再利用能力，这有利于为红细胞生成过程中heme的合成提供更多的铁。