鐵離子對視網(wǎng)膜細胞毒性的研究進展

謝海南 陳穗樺

眾所周知，鐵離子在細胞的發(fā)育、代謝以及功能活動中具有重要作用，鐵作為一個輔因子參與細胞內(nèi)許多生理生化過程，如DNA復制、ATP合成和神經(jīng)遞質(zhì)合成等。在視網(wǎng)膜細胞中，鐵離子參與脂肪酸去飽和酶［1］、鳥苷酸環(huán)化酶［2］和含鐵蛋白酶 RPE65［3］等多種酶的合成。視網(wǎng)膜中過量的鐵離子具有毒性作用，鐵的自由基產(chǎn)物可引起嚴重的細胞氧化損傷。大量研究已證實鐵超載與眼鐵質(zhì)沉著癥、AMD、血色素沉著病等疾病密切相關。

1 視網(wǎng)膜組織內(nèi)鐵離子轉(zhuǎn)運與分布

視網(wǎng)膜毛細血管和視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigmented epithelium，RPE)細胞組成血-視網(wǎng)膜屏障。血液循環(huán)中的鐵與轉(zhuǎn)鐵蛋白復合物經(jīng)細胞表面轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(transferrin receptors，TfR)介導的內(nèi)吞作用進入細胞［4］。

血清轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin，Tf)運載 Fe3+與細胞膜上的TfR結合，通過 TfR介導的內(nèi)吞作用形成內(nèi)吞小體，Src激酶可調(diào)控這個內(nèi)吞過程［5］。由于內(nèi)吞小體膜上H+泵的作用使內(nèi)吞小體內(nèi)pH下降，這導致Fe3+與 Tf解離，還原為 Fe2+并釋放回細胞液中［6］。在大多數(shù)細胞中，二價金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白1(divalent metal transporter 1，DMT1)參與鐵從內(nèi)吞小體的Tf上釋放的跨膜轉(zhuǎn)運過程。大部分Tf-TfR復合物經(jīng)囊泡外排回到細胞血管腔側膜表面，Tf與TfR解離重新回到血液循環(huán)中。而進入細胞內(nèi)的鐵可能以Fe2+的形式繼續(xù)跨越另一側細胞膜入組織，但這一過程的分子機制目前所知甚少。已有研究發(fā)現(xiàn)膜鐵轉(zhuǎn)運蛋白1(ferroportin1，F(xiàn)PN1)/膜鐵轉(zhuǎn)運輔助蛋白(海帕西啶，hepcidin)系統(tǒng)和非海帕西啶依賴性鐵轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(FPN1/ceruloplasmin，F(xiàn)PN1/CP)在鐵跨越小腸上皮細胞基底膜的過程中起關鍵作用，而FPN1在視網(wǎng)膜內(nèi)分布較為廣泛?！?br>