铁的输送方式发生改变对产后肾脏发育至关重要

《ASN Publications》：A Switch in Iron Delivery Is Critical for Postnatal Kidney Development

铁缺乏对肾脏发育的影响及转铁蛋白受体作用机制研究。通过基因模型比较TfR1缺失与营养性缺铁，发现胚胎期非转铁蛋白结合铁（NTBI）维持肾脏形成，而出生后TfR1是管状发育的关键，其缺陷可致多囊性病变但可逆治疗。

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摘要 通俗语言总结

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背景：

孕前期母体缺铁（FeD）是全球范围内导致早产和低出生体重的原因之一。然而，目前尚不清楚缺铁是否对所有发育中的组织产生同等影响，还是仅针对某些特定的细胞谱系。此外，由于缺铁会限制结合转铁蛋白的铁以及未结合转铁蛋白的铁（NTBI）的利用，这两种铁形式在器官形成过程中的具体作用尚不明确。

方法：

为研究铁的运输机制和肾脏发育过程，我们首先删除了单一的转铁蛋白受体（TfR1^-/-）；接着制备了带有GFP标记的TfR1^-/-胚胎干细胞（ES细胞），并将其注入野生型囊胚中；同时创建了TfR1基因敲除的小鼠模型，以观察该基因在间充质细胞、输尿管细胞及基质细胞中的表达变化。最后，我们通过低铁饮食建立了全身性缺铁模型，以便与细胞特异性TfR1敲除模型进行对比。

结果：

转铁蛋白受体缺失（TfD）仅对肾小管生成有轻微抑制作用，对输尿管芽的生长几乎没有影响，且在妊娠中期对肾脏基质也没有明显影响。相比之下，营养性缺铁几乎完全阻断了肾脏的发育过程，这表明TfR1的缺失所引发的症状较为有限。但在出生后第二周，TfR1的关键作用变得明显：部分TfR1⁺细胞得以存活（它们逃脱了Cre介导的基因删除），并且出现了肾小管节段性的多囊变现象。及时补充铁或激活铁转运相关蛋白能够预防肾囊性畸形及肾脏功能的完全丧失，从而逆转肾脏的严重损伤。

结论：

TfR1是影响出生后肾小管生成的关键铁载体；但在胚胎阶段，其作用需要依赖另一种铁形式——未结合转铁蛋白的铁（NTBI）来补充。缺铁引起的肾脏疾病在出生后是可逆的。

通俗语言总结：这项研究探讨了缺铁对肾脏发育的影响，重点关注了转铁蛋白受体（TfR1）和未结合转铁蛋白的铁（NTBI）的作用。研究人员利用基因模型在特定类型的肾细胞中删除了TfR1基因，并将其结果与全身性缺铁模型进行了对比。研究发现，TfR1缺失对妊娠期间的肾脏发育影响有限，而营养性缺铁则严重阻碍了肾脏的发育。出生后，TfR1对肾小管的生成至关重要，补充铁元素可以纠正肾脏畸形。这说明虽然未结合转铁蛋白的铁在胚胎发育中起辅助作用，但在出生后TfR1才是必不可少的；因此，缺铁相关的肾脏疾病在出生后是可以治疗的。

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