Abstract

Iron is an element with redox properties. It is active sites of many enzymes and plays an important role in various cellular and biological functions including ATP production and DNA synthesis. However, as a redox element, iron promotes free radical generation and lipid peroxidation, causing oxidative damage and cell death. Iron-mediated oxidation is a central player in ferroptosis, a type of cell death process that is different from apoptosis and necrosis. Thus, iron metabolism and homeostasis are sophisticatedly regulated. There has been exciting progress in understanding iron metabolism and regulation since hepcidin was recognized as the central regulator of iron homeostasis. Hepcidin mainly regulates the iron export function of the ferrous iron permease, ferroportin, which is the only known iron exporter expressed by mammalian cells. Particularly, epigenetic regulation has been a recent focus on iron homeostasis. Epigenetic phenomena have been demonstrated to modulate key proteins including hepcidin in iron metabolism. Here, we review the rapid progress in recent years in understanding molecular mechanisms of iron homeostasis with a focus on epigenetic regulation of hepcidin, ferritin, and ferroptosis. Interactions between methionine oxidation and iron is also discussed. Furthermore, many studies have suggested that the severity of neuronal damage after stroke is proportional to the magnitude of brain iron accumulation. Recent discoveries regarding iron metabolism in stroke is briefly discussed. Understanding the underlying mechanism in iron regulation could provide insight into the treatment of various intractable diseases including stroke.

摘要

铁是具有氧化还原特性的元素。它是许多酶的活性位点，在包括 ATP 产生和 DNA 合成在内的各种细胞和生物学功能中发挥着重要作用。然而，作为氧化还原元素，铁会促进自由基的产生和脂质过氧化，导致氧化损伤和细胞死亡。铁介导的氧化是铁死亡的核心参与者，这是一种不同于细胞凋亡和坏死的细胞死亡过程。因此，铁代谢和体内平衡受到复杂的调节。自从铁调素被认为是铁稳态的中心调节剂以来，在了解铁代谢和调节方面取得了令人兴奋的进展。铁调素主要调节亚铁通透酶ferroportin的铁输出功能，它是哺乳动物细胞表达的唯一已知的铁输出蛋白。特别是，表观遗传调控是最近关注铁稳态的焦点。表观遗传现象已被证明可以调节铁代谢中的关键蛋白质，包括铁调素。在这里，我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点是铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。表观遗传调控是最近关注铁稳态的焦点。表观遗传现象已被证明可以调节铁代谢中的关键蛋白质，包括铁调素。在这里，我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点是铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。表观遗传调控是最近关注铁稳态的焦点。表观遗传现象已被证明可以调节铁代谢中的关键蛋白质，包括铁调素。在这里，我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点是铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。表观遗传现象已被证明可以调节铁代谢中的关键蛋白质，包括铁调素。在这里，我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点是铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。表观遗传现象已被证明可以调节铁代谢中的关键蛋白质，包括铁调素。在这里，我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点是铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点关注铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。我们回顾了近年来在了解铁稳态的分子机制方面取得的快速进展，重点关注铁调素、铁蛋白和铁死亡的表观遗传调控。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。还讨论了蛋氨酸氧化和铁之间的相互作用。此外，许多研究表明，中风后神经元损伤的严重程度与脑铁积累的程度成正比。简要讨论了有关中风铁代谢的最新发现。了解铁调节的潜在机制可以为包括中风在内的各种难治性疾病的治疗提供见解。