細胞レベルおよび全身レベルでの鉄のホメオスタシスの基礎と原理

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Mol. Aspects Med..2020 Jun;:100866. S0098-2997(20)30042-X. doi: 10.1016/j.mam.2020.100866.Epub 2020-06-18.

細胞レベルおよび全身レベルでの鉄のホメオスタシスの基礎と原理

Basics and principles of cellular and systemic iron homeostasis.

Angeliki Katsarou
Kostas Pantopoulos

PMID: 32564977 DOI: 10.1016/j.mam.2020.100866.

抄録

鉄は、重要な代謝機能に関与する多くの金属タンパク質の構成要素です。健康には十分な鉄の供給が不可欠ですが、過剰な鉄の蓄積は酸化ストレスを促進し、組織の損傷や病気の原因となります。そのため、鉄のホメオスタシスを厳密に制御する必要があります。哺乳類は、鉄に対する代謝ニーズを満たし、鉄の毒性によるリスクを最小限に抑えるために、細胞レベルおよび全身レベルでエレガントなホメオスタシス機構を開発してきました。細胞レベルでの鉄代謝は、鉄調節タンパク質であるIRP1とIRP2によって転写後に制御され、全身レベルでの鉄バランスは鉄ホルモンであるヘプチジンによって制御されている。このレビューでは、細胞レベルおよび全身レベルでの哺乳類の鉄のホメオスタシスの基本的な原理をまとめています。特に、ヘプチジンの調節の経路と細胞と全身のホメオスタシス機構間のクロストークに注目している。

Iron is a constituent of many metalloproteins involved in vital metabolic functions. While adequate iron supply is critical for health, accumulation of excess iron promotes oxidative stress and causes tissue injury and disease. Therefore, iron homeostasis needs to be tightly controlled. Mammals have developed elegant homeostatic mechanisms at the cellular and systemic level, which serve to satisfy metabolic needs for iron and to minimize the risks posed by iron's toxicity. Cellular iron metabolism is post-transcriptionally controlled by iron regulatory proteins, IRP1 and IRP2, while systemic iron balance is regulated by the iron hormone hepcidin. This review summarizes basic principles of mammalian iron homeostasis at the cellular and systemic level. Particular attention is given on pathways for hepcidin regulation and on crosstalk between cellular and systemic homeostatic mechanisms.