铁是神经分化的重要调节因子

本研究由河北师范大学Yan-Zhong Chang课题组与北京师范大学Xiaoqun Wang课题组合作报道。铁对生命很重要，缺铁会损害发育，但铁水平是否调节神经分化仍不清楚。铁调节蛋白 (IRP)，包括 IRP1 和 IRP2，是细胞铁稳态的主要调节剂。然而，由于同时缺乏 IRP1 和 IRP2 的胎鼠是胚胎致死的，因此很难探索 IRP 在神经系统中的作用，尤其是在神经发育的早期阶段。Chang 博士小组和 Wang 博士小组的 Shiyang Chang、Peina Wang 及其同事绕过了 IRP1 胚胎致死率的瓶颈-/- IRP2 -/-小鼠并生成 IRP1 -/- IRP2 -/-胚胎干细胞 (ESC)，以评估 IRP 在神经发育中的生理意义。

研究小组发现，IRPs 敲除的 ESCs 表现出严重的铁缺乏，同时 IRP1 -/- IRP2 -/- ESCs 中的 Pax6 和 Sox2 阳性神经元前体细胞和 Tuj1 纤维在神经分化过程中显着减少。一致地，体内研究表明 IRP2 −/−胎鼠中 IRP1 的敲低显着影响神经元前体的分化和神经元的迁移。补铁可以减少 IRPs 缺乏对神经发育的影响，尽管过量的铁会抑制神经发育。这些发现表明铁是神经分化的关键因素。

“我们对铁如此有效地控制神经分化的力量感到非常兴奋。最令人兴奋的是，当用铁补充缺铁的 ESC 时，这些 ESC 可以正常分化。这可能会在未来为神经系统疾病的治疗带来新的疗法”，该研究的第一作者 Yan-Zhong Chang 指出。

作者进一步证明，神经分化受损的潜在机制与铁含量极低和铁硫簇蛋白 ISCU 下调引起的活性氧 (ROS) 产生增加有关，而这反过来又会影响干细胞的增殖和分化。因此，充足的铁对于维持正常的神经分化至关重要，这被称为铁分化。

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