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铁是机体内含量最多的必需微量元素,对维持机体健康至关重要。肝脏是机体内储存铁的主要器官,在铁代谢稳态维持中发挥了重要作用;心脏是机体内能量代谢最旺盛的器官,需要大量的铁供应;同时,铁累积会对胰腺β细胞造成损伤,是诱发糖尿病的重要因素。 本工作利用小鼠模型及人群调查样本,来研究肝脏及心脏铁稳态调控的分子机制及机体铁代谢重要调控因子hepcidin与2型糖尿病的相关性。前期工作发现小鼠7号和16号染色体上存在控制肝脏铁含量的QTL(数量性状位点,Quantitative Trait Loci),我们构建的共转基因小鼠模型,证实了16号染色体上的QTL,并通过基因定位克隆的手段,将QTL精确定位到了840Kb的区域内;同时,我们分析了区域内的11个候选基因,检测了其在体内的表达情况,并采用体内肝脏过表达的方法检测了其在铁代谢中的可能功能。虽然暂时未能鉴定最终的铁调控因子,我们目前的工作仍为后续的功能学分析提供了重要依据。心脏作为能量代谢十分旺盛的器官,需要大量的铁供应,但心肌细胞吸收铁的机制及铁稳态调控知之甚少。TfR1-Tf循环是体内重要的铁吸收途径,但其在心肌中的功能也是未知。为了解决上述问题,我们构建了TfR1心肌敲除的小鼠模型,我们的工作证明TfR1是心肌重要的吸收铁的通道,同时我们惊喜的发现,TfR1敲除引起的心肌铁缺乏能够导致新生小鼠严重的心肌炎并诱发心衰,小鼠能量供应及线粒体功能和结构受到极大破坏,最终导致新生小鼠的死亡。我们的工作提示了TfR1在小鼠心肌铁稳态及心脏功能中的重要作用。铁累积被认为是2型糖尿病重要的危险因素(risk factor),但是在人群试验中,机体调控铁稳态的重要因子hepcidin是否与2型糖尿病的发生及其他风险因素相关还是未知。我们检测了大样本量2型糖尿病病例—对照人群中hepcidin表达情况,我们发现了hepcidin与其他铁代谢重要指标铁蛋白ferritin和血红蛋白的相关性,但并未发现其与2型糖尿病发生及风险因素的显著相关性。我们的工作第一次精确的在大样本量人群中检测了hepcidin的含量,为铁与糖尿病的相互关系研究提供了重要的理论依据。本研究分别着眼于影响铁代谢的三个重要器官—肝脏、心脏和胰腺,为阐明相应器官铁稳态调控及铁代谢失衡对机体健康造成影响的分子机制提供了实验依据。