铁是生物体不可或缺的微量元素。而过多的游离铁会通过芬顿化学反应(Fenton reaction)产生大量的活性氧(reactive oxygen species，ROS)使细胞产生氧化性损伤，所以机体在铁的储存、吸收、利用和排出每一步都要进行严格地调控。循环系统中的铁以铁-转铁蛋白(Fe-Tf)复合物的形式存在，此复合物会与细胞表面表达的转铁蛋白受体1（TfR1）结合，通过受体所介导的内吞作用进入细胞内。除直接被细胞利用的铁外，进入细胞中的铁存在于不稳定铁池中供细胞备用或储存于胞质铁蛋白(ferritin)，或被转运至线粒体。细胞铁代谢主要通过铁调控蛋白-铁反应元件（IRP-IRE）系统来调控。IRP1和IRP2是两种同源铁调节蛋白。低铁环境下，IRP1/2可以与ferritin mRNA的5-非翻译区(5-UTR)或者TfR1mRNA的3-UTR上的IRE结合，抑制或促进这些蛋白的表达，从而有利于铁的摄入;反之，在高铁环境下，IRP1与[4Fe-4S]结合发挥胞质顺乌头酸酶的活性，IRP2不具有铁硫簇结合活性而是在FBXL5的作用下进行泛素化蛋白酶体的降解，从而抑制铁的摄入。　　线粒体是产生能量(ATP)的重要细胞器，也是细胞铁代谢的调控中心，是血红素和铁硫簇合成的重要场所。但胞质中的铁是如何被转运至线粒体的具体机制至今尚不清楚。铁代谢的紊乱常常伴随着氧化应激的增加，而在氧化应激条件下ROS可以损伤线粒体的功能从而引起细胞凋亡。鉴于线粒体在铁代谢和能量代谢中的重要地位，弄清楚线粒体铁的代谢和调控尤其重要。TMEM187是一种具有6个跨膜区域的蛋白，在组织中普遍表达但从进化角度分析并不保守。TMEM187在细胞中的定位已有预测或有部分证据，但其具体亚细胞定位并不确定。已有文章表明TMEM187可能是促凋亡因子，但其具体的功能仍不清楚。本实验主要是研究TMEM187在细胞中的定位及其功能。　　目的:1）明确TMEM187在细胞中的具体定位;2）TMEM187是否参与了线粒体铁的代谢及其机制;3）TMEM187的异常表达对细胞活力和线粒体功能的影响及其机制。　　方法:使用PCR技术扩增人TMEM187基因，通过常规分子克隆方法构建重组质粒pEGFP-TMEM187和pcDNA3.1(-)-TMEM187-6×myc。将阴性对照、阳性对照和pEGFP-TMEM187质粒分别转染细胞，利用激光共聚焦显微镜技术确定TMEM187在细胞中的定位;收集转染了空白对照和pcDNA3.1(-)-TMEM187-6×myc质粒后的细胞沉淀，分别检测黄嘌呤氧化酶(XOD)的活性、氧化应激相关指标、电子传递链的活性、ATP的含量和细胞凋亡;电泳迁移率实验(EMSA)测定IRP-IRE的结合活性;通过菲洛嗪、Perl染色、calcein-AM荧光和RPA分析等方法分别检测全细胞、胞质和线粒体中铁的含量;将pcDNA3.1(-)-TMEM187-6×myc质粒和TMEM187的siRNA转染细胞，通过Western blotting技术分别检测过表达和敲减TMEM187后铁相关蛋白的表达和顺乌头酸酶的活性;选择合适的MFRN1和MFRN2的siRNA与TMEM187质粒或者它的siRNA分别转染或者共转染细胞，检测铁相关蛋白的表达和RPA染色，并在小鼠细胞系中进行同样实验;荧光能量共振转移(FRET)和免疫共沉淀(Co-IP)检测TMEM187和MFRN间的相互作用;过表达TMEM187的肿瘤细胞接种裸鼠，观察肿瘤的形成和生长。　　结果:1）人源TMEM187主要定位于高尔基体膜上。2）过表达TMEM187增加了胞质和线粒体中铁的含量，但是激活了细胞铁饥饿信号，促进了TfR1和ferritin的表达，增加了铁的摄取和储存，破坏了铁的动态平衡。3）敲减TMEM187同样促进了线粒体铁的吸收。4)TMEM187在线粒体铁代谢中的作用需要MFRN1/2的介导，即敲减TMEM187可增加MFRN1的表达来促进线粒体铁的吸收，高表达TMEM187可增加MFRN2的表达，以促进线粒体铁的吸收，而且TMEM187和MFRN2有机会存在于一个大的复合物中;5）虽然鼠源TMEM187至今没有发现，但人源TMEM187在小鼠神经瘤母细胞系N2a中过表达同样打破了细胞内铁代谢平衡。6）过表达TMEM187降低了细胞清除ROS的能力和破坏了细胞的氧化还原平衡状态从而引起了细胞的氧化应激，损伤了线粒体的形态和功能。7）过表达TMEM187的细胞接种裸鼠发现过表达TMEM187促进了细胞凋亡，抑制了肿瘤的形成和生长。　　结论:位于高尔基体上的膜蛋白TMEM187通过线粒体内膜蛋白MFRN1和MFRN2的介导在维持细胞和亚细胞水平铁代谢稳态中发挥重要作用;TMEM187很可能是一个促凋亡因子。