【摘 要】
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哺乳动物细胞主要利用转铁蛋白受体（Transferrin Receptor 1,TfR1）从血清中摄取与转铁蛋白（Transferrin,Tf）结合的铁。TfR1表达量下降或者定位异常都会造成细胞摄取铁的能力下降,导致细胞缺铁。另一方面,铁会催化产生活性氧（Reactive oxygen species,ROSs）,损伤生物大分子。为了获得充足的铁,同时避免铁量过多带来的毒性,细胞已进化出多种机制
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:K305021313、K31772817）；
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哺乳动物细胞主要利用转铁蛋白受体（Transferrin Receptor 1,TfR1）从血清中摄取与转铁蛋白（Transferrin,Tf）结合的铁。TfR1表达量下降或者定位异常都会造成细胞摄取铁的能力下降,导致细胞缺铁。另一方面,铁会催化产生活性氧（Reactive oxygen species,ROSs）,损伤生物大分子。为了获得充足的铁,同时避免铁量过多带来的毒性,细胞已进化出多种机制从不同阶段来精细地调控TfR1的表达水平,包括在其转录、m RNA、翻译、以及蛋白水平的调控。其中,溶酶体被认为是TfR1蛋白发生降解的主要场所。在前期研究中,本研究组发现毛囊素（Folliculin,FLCN）通过结合囊泡运输调节因子Rab11A帮助TfR1向细胞膜转运,从而促进细胞摄取铁;缺失FLCN抑制TfR1返回细胞表面,导致铁摄取能力和细胞铁量下降。为了应对缺铁应激,细胞随即启动多种负反馈机制来提高TfR1的m RNA水平。奇怪的是,随后的研究发现TfR1的蛋白水平在FLCN-/-细胞中反而下降。这一结果提示FLCN可能通过某种转录后机制调控TfR1的表达。本项研究以敲除FLCN的人胚肾细胞系HEK293T为研究模型,利用多种分子生物学、生物化学以及细胞生物学的研究方法,其中主要包括Western Blot、q PCR、双荧光素酶报告基因实验、流式细胞术等,深入探究了FLCN调控TfR1蛋白表达水平的机制,得到了如下的主要结果:1.缺失FLCN导致新合成的TfR1通过ERAD途径在蛋白酶体发生降解;2.缺失FLCN引起内质网过载反应（EOR）,导致NF-κB活性升高;3.FLCN通过Rab11A调控TfR1蛋白稳定性;4.抑制蛋白酶体功能可以提高FLCN-/-细胞中TfR1蛋白和铁水平。基于上述结果,本研究得出以下结论:缺失FLCN导致新合成的TfR1无法从内质网-高尔基体蛋白合成途径释放,造成TfR1在内质网中累积进而引发EOR,其后果之一是NF-κB活性升高;在内质网中累积的TfR1通过ERAD途径在蛋白酶体被清除;抑制蛋白酶体功能可以提高FLCN-/-细胞中的TfR1蛋白和铁水平。本研究揭示出一种新的TfR1翻译后调控机制,丰富了我们对于细胞铁代谢调控机制的了解,同时也为FLCN调控细胞铁稳态这一功能提供了新的证据。
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