Iron depletion limits intracellular bacterial growth in macrophages

Prasad N. Paradkar et al.BLOOD, 1 AUGUST 2008‧VOLUME 112, NUMBER 3

演講者：黃智郁                        時間：2008年11月26號15:10-16:00

講評者：吳俊忠老師                   地點：601室

摘要：

        對於微生物和人類而言，鐵離子在許多的基礎代謝上扮演著酵素輔酶的作用，因此當微生物感染人類時，它需要從人體中大量的奪取鐵離子才得以維持其生長。在人體中，鐵離子的濃度和流動不管是在細胞內或整個系統上均很精密的被調控著；尤其是巨噬細胞上的ferroportin (Fpn)，它是目前已知細胞上唯一的 iron exporter，因為劇是細胞會吞噬掉許多老化的血球細胞，因此細胞內會堆積許多的鐵離子，而這些鐵離子必須透過Fpn而得已回收利用。然而當人類被感染時，肝臟細胞會對此有所反應，釋放出大量的hepcidin，hepcidin是一種antimicrobial peptide會幫助對抗入侵人體的微生物；但是另一方面hepcidin會和Fpn做結合，並使的Fpn被細胞內吞最後分解掉，因此最後會導致血液中鐵離子濃度降低 (1)。這可能是hepcidin所扮演的另一種對抗入侵微生物的方式藉著抑制掉血液中鐵離子的濃度，使得入侵的微生物不容易得到鐵離子。但是相對的，此機制也會使得細胞內鐵離子濃度的上升，造成intracellular bacteria的感染上升。為了證明這個可能性，作者分別使用了三種intracellular bacteria Chlamydia psittaci, C. trachomatis和Legionella pneumoniae去證明說細胞內細菌的生長因為Fpn和hepcidin結合使的細胞內鐵離子濃度的上升，最後導致intracellular bacteria的生長加劇。此外，藉著加入臨床上用來治療地中海型貧血症患者的鐵離子螯合劑，尤其是口服式的螯合劑deferriprone (L1)和desferasirox (ICL670A)，最後發現細胞內鐵離子的濃度和intracellular bacteria的生長均被抑制了。由於這個結果，因此這些已知的鐵離子螯合劑有可能可以發展為治療慢性intracellualr bacteria感染的藥物。

參考資料：

1.          Elizabeta Nemeth, et al. Hepcidin regulates celluar iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization. Science 306, 2090-2093 (2004)