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王福俤《Nature Genetics》受高度评价

2009.11.13

  2007年,中科院上海生命科学研究院营养科学研究所王福俤研究员在《Nature Genetics》上发表Genetic variation in Mon1a protein trafficking modifies macrophage iron loading in mice文章,首次发现Mon1a是铁代谢调控新基因。

  近期,普渡大学食品与营养系终身教授Fleet博士在营养学领域权威杂志《Nutrition Reviews》在十月份刊登了题目为“Forward genetics used to identify new gene Mon1a with critical role in controlling macrophage iron metabolism and iron recycling from erythrocytes”(McCreedy RA, Fleet JC. Nutrition Reviews 2009 Oct;67(10):607-10)的评述性论文。该文集中评价和总结了我所王福俤研究员2007年发表在Nature Genetics的论文。

  Fleet博士是美国NIH基金营养学评审小组专家成员、国际著名营养学家,在微量元素和维生素D代谢分子机制方面发表了诸多高水平的研究论文。

  Fleet博士在评述中系统的讨论和分析了王福俤博士在发现新基因Mon1a研究中所运用的实验技术以及Mon1a在调控巨噬细胞铁稳态代谢中的重要功能,并插图阐述Mon1a的作用机理。Fleet博士在评述中充分肯定了王福俤博士通过正向遗传学手段筛选到了铁离子代谢相关新基因 Mon1a研究工作的新颖性和重要性;他提出,王福俤博士所运用的正向遗传学实验手段以及研究思路将成为营养学研究领域筛选和发现新基因的重要途径。

  王福俤研究员到营养所工作后已在原良好的工作基础上,建立了系统的正向遗传学筛选平台,正在对铁、锌、铜、镉、铅、砷、氟等多种离子进行新基因筛选,已经取得了可喜的研究进展。该项目得到中国科学院百人计划、973项目以及国家自然科学基金委等资助。

  2008年王福俤博士研究组与美国密歇根大学的Haoxing Xu博士、波士顿儿童医院以及瑞典Linkoping大学的科学家合作,首次阐明了TRPML1是一种二价铁离子(Fe 2+ )通道。研究成果近期发表在《自然》(Nature)杂志上。

  TRPML1是TRP(transient receptor potential)离子通道蛋白,分布在细胞内体和溶酶体,在人类黏脂质累积病IV型(Mucolipidosis,ML4)患者中发现有突变。ML4是一种罕见的严重遗传性神经疾病,其主要临床表现为运动障碍、智力低下、视网膜变性和缺铁性贫血,且随着患者年龄增长症状会逐渐加重。以往研究推测,TRPML1是一种Ca 2+通道,Ca 2+代谢紊乱导致ML4发病。

  王福俤研究组及其合作者利用多种前沿生物学技术,包括放射性铁离子吸收定量测定、金属离子特异荧光成像以及细胞内体溶酶体膜片钳揭示TRPML1实际上是Fe 2+通道。在酸性条件下,正常晚期内体和溶酶体中TRPML1具有非常强的泵出Fe 2+的能力;而ML4突变的TRPML1蛋白却表现为泵出Fe 2+的功能受到抑制或被阻断。因此,细胞内铁离子转运障碍是导致ML4发病的真正分子机理。基于TRPML1在细胞内铁代谢中的重要作用,设计针对溶酶体靶向的铁螯合物可能会成为治疗ML4患者的新举措。

  专家认为,“TRPML1是分布在细胞内体和溶酶体的二价铁离子通道”这一重要发现,不仅极大地丰富和完善了细胞铁稳态调控理论体系,而且还为铁代谢相关疾病,包括癌症、糖尿病、神经退行性病变等的预防和治疗研究开辟了新的途径。

  王福俤研究组重点研究微量元素锌和铁的稳态调控机理,并通过多种生物学技术和实验体系筛选和鉴定新的金属离子转运相关基因。TRPML1是继Mon1a(Nature Genetics,2007)和Sec15L1 (Nature Genetics,2005)之后,王福俤博士独立或参与发现的第三个铁代谢调控新基因。目前,该研究组正与多家科研单位合作,继续对TRPML1导致ML4的分子机理进行深入研究。

 

  王福俤简介

  王福俤博士,1992年获河北医科大学公共卫生学院学士学位,1995年获上海同济大学医学院营养与食品卫生学硕士学位,1998年第二军医大学公共卫生学(营养学)博士学位。1998-2002在第二军医大学海军医学系工作,先后任讲师、副教授、硕士生导师、教研室主任。2002-2004年在美国密苏理哥伦比亚大学营养系和生物化学系从事博士后研究;2004-2008年在美国哈佛大学医学院和波士顿儿童医院任讲师。2008年初加入中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所。

 

  研究领域:

  本实验室目前的主要研究方向:1) 铁和锌离子稳态调控的分子机理;2) 金属离子稳态失衡在疾病发生发展中的作用。矿物质和微量元素是构成人体组织和维持正常生理活动的重要物质,过少会引发相应的缺乏病,例如锌缺乏可引起小儿厌食、生长发育停滞以及免疫力降低等;铁缺乏可以引发缺铁性贫血。但这些矿物质和微量元素过量同样对健康造成极大危害,例如人类血色病是一种以过多铁质沉着于脏器组织为主要症状的先天性代谢缺陷病,晚期患者多可出现肝硬化、糖尿病和心脏病变等。因此维持机体矿物质和微量元素平衡对人类健康至关重要。近年来由于分子生物学技术的发展,多种参与离子转运与代谢的新基因被克隆和鉴定,使人类对离子稳态调控分子机理有了一定的了解,但还有很多问题有待深入研究。我们将运用涵盖分子生物学、细胞生物学、生物化学及遗传学等多学科前沿实验技术,以基因敲除小鼠和细胞系统为模型研究铁和锌稳态调控的分子机理。

  本实验室的主要研究工作将集中在:

  1) 研究铁代谢通路重要基因包括Mon1a、转铁蛋白受体、Ferroportin和Hemojuvelin调控铁稳态的分子机理;

  2) 研究锌离子转运蛋白ZIP家族基因调控锌离子稳态的分子机理;

  3) 研究铁和锌稳态失衡在糖尿病和肿瘤发生发展中的作用并寻找相应的防治手段;

  4) 筛选和鉴定金属离子稳态调控新基因。

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