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铁科学(Ferrology):充满魅力的新型交叉学科

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中国科学:生命科学 2023年第10期53卷 1331-1344页

作者：王福俤南华大学衡阳医学院衡阳421001 浙江大学医学院杭州310058

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不... 详细信息

铁是地球含量最为丰富的元素,为微生物、植物、动物和人类等生命体所必需,对生命维护至关重要;铁离子介导的氧化压力是生命起源的原始动力.铁是血红蛋白、过氧化氢酶和过氧化物酶等众多关键蛋白和酶的活性成分.铁离子是氧化还原体系不可缺少的因子,在新陈代谢、生物催化、呼吸链电子传递、氧气运输、能量维持、免疫调控等方面都发挥重要作用.铁不仅是生命延续的必需元素,也是细胞程序性坏死-铁死亡的必要组分.铁稳态失衡是贫血、血色病、肿瘤、心脑血管疾病、糖尿病等众多疾病发生的关键病因.靶向调控铁离子稳态已成为防治众多重大疾病的有效策略,并有临床新药广泛使用.随着科学与技术的迅猛发展,铁离子对生命与健康的意义远比人类预测的更深远和复杂.近年铁死亡被广泛持续关注,成为全球生命医学十大热点之一.铁死亡和铁代谢的科学研究范式呈现出交叉性、多样化、多领域及集成式发展态势.因此,我们提出“铁科学(Ferrology)”,它是一门以铁元素为生命核心要素的新兴交叉新学科.该学科体系主要探索铁离子驱动生命起源及生命全过程的科学规律,并系统性研究涵盖铁离子从“分子-细胞-个体-群体”多层次到“全生命周期、多维度、跨物种间”个性及共性规律.本文介绍与讨论了铁科学的定义、研究范畴及未来方向.铁科学的界定将引领铁相关研究的范式变革,相信这一新兴学科体系的构建将极大推动铁研究诸多领域交叉融合,并不断向广度及深度推进,为防控疾病维护人类健康提供科学支撑.

关键词：铁科学铁稳态铁代谢铁死亡铁纳米材料

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铁死亡:免疫细胞及免疫治疗中的璀璨新星

Science Bulletin 2021年第22期66卷 2257-2260,M0003页

作者：徐杉闵军霞王福俤 The First Affiliated Hospital School of Public HealthInstitute of Translational MedicineZhejiang University School of MedicineHangzhou 310058China The First Affiliated Hospital Hengyang Medical SchoolUniversity of South ChinaHengyang 421001China

Ferroptosis is an iron-dependent form of cell death characterized by an accumulation of lipid peroxides.A growing body of recent evidence supports the notion that ferroptosis plays an important role in mediating a wide variety of cellular processes in diseases.Notably,ferroptosis can play a significant role in mediating various functions in immune cells and immunotherapies.Here,we discuss our current understanding regarding the regulatory role of ferroptosis in immune cells,including T cells,B cells,granulocytes,monocytes,and macrophages.In addition,we discuss the general effect of immune cell ferroptosis on human pathophysiology and immunotherapies,thereby suggesting new strategies for targeting ferroptosis in order to modulate the immune system and unravel the mechanisms that underlie ferroptosis in the immune response。

关键词：免疫细胞免疫治疗 death

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中国生物微量元素研究的现状与展望

生命科学 2012年第8期24卷 713-730页

作者：王福俤中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所

微量元素包括铁、锌、铜、锰、硒、碘等,在机体生命活动中发挥着极其重要的生理学功能,参与蛋白质结构,并通过与蛋白质和其他有机基团结合参与酶、激素和维生素等生物大分子合成。微量元素代谢失衡会发生系列病理改变并最终导致疾病。... 详细信息

微量元素包括铁、锌、铜、锰、硒、碘等,在机体生命活动中发挥着极其重要的生理学功能,参与蛋白质结构,并通过与蛋白质和其他有机基团结合参与酶、激素和维生素等生物大分子合成。微量元素代谢失衡会发生系列病理改变并最终导致疾病。生物微量元素研究是多学科交叉的科学研究领域,业已成为生命科学的国际研究热点。该领域发展对人类生存与健康具有重要意义。经过几代科学家的不懈努力,我国的生物微量元素研究已经从无到有,逐步取得令国际同行瞩目的科研成果,尤其近年来,我国该领域基础研究快速发展,更是相继产生了诸多高水平原创性科研成果。这种迅速发展与壮大,得益于大批海外归国优秀人才,更离不开国家和社会在科研经费和政策等方面的大力支持。简介了近年来我国生物微量元素研究领域的科学家及其主要科研成果,期望广大读者能全面了解国内生物微量元素研究现状以及可喜的发展趋势。衷心期待着中国的生物微量元素研究能有更大发展,能有更大成就。

关键词：微量元素铁锌铜碘硒新陈代谢人类健康

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小鼠模型在铁代谢研究中的应用

生命科学 2012年第8期24卷 917-926页

作者：郭鑫王福俤中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所上海200031

铁代谢在维持生命活动中至关重要,机体铁代谢紊乱会导致贫血和人类遗传性血色病等诸多疾病,对人体健康造成危害。在铁代谢研究领域,小鼠模型具有人群及细胞模型所不具备的优势,可以最准确的表现相应基因及通路在铁代谢调控中的生理作用... 详细信息

铁代谢在维持生命活动中至关重要,机体铁代谢紊乱会导致贫血和人类遗传性血色病等诸多疾病,对人体健康造成危害。在铁代谢研究领域,小鼠模型具有人群及细胞模型所不具备的优势,可以最准确的表现相应基因及通路在铁代谢调控中的生理作用。利用基因敲除及转基因小鼠模型,许多铁代谢相关的基因及调控通路被发现,有助于深入了解铁稳态调控的分子机制。这些小鼠模型为治疗铁代谢紊乱相关疾病潜在药物的开发和评估提供了理想的平台。

关键词：铁代谢敲除小鼠稳态调控

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生物铁领域探讨

国际学术动态 2016年第4期 40-42页

作者：王福俤浙江大学医学部公共卫生学院营养与健康研究中心

第6届国际生物铁大会于2015年9月6－10日在浙江大学举行。此次研讨会由国际生物铁学会主办，浙江大学医学部公共卫生学院协办，旨在进一步加强生物铁领域国内外专家最新研究成果的交流与讨论，深入探讨生物铁领域的前沿和焦点问题，促... 详细信息

第6届国际生物铁大会于2015年9月6－10日在浙江大学举行。此次研讨会由国际生物铁学会主办，浙江大学医学部公共卫生学院协办，旨在进一步加强生物铁领域国内外专家最新研究成果的交流与讨论，深入探讨生物铁领域的前沿和焦点问题，促进我国与国际生物铁领域顶尖专家的合作。

关键词：生物铁浙江大学公共卫生研究成果焦点问题国际国内外专家

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铁稳态失衡在退行性疾病中的真面目（英文）

铁稳态失衡在退行性疾病中的真面目（英文）

中国生理学会第24届全国会员代表大会暨生理学学术大会

作者：王福俤浙江大学

Iron is an essential element for most living organisms on earth,including human beings.An inability to maintain iron homeostasis may lead to death or a disease.In fact,it is estimated that nearly one quarter of population worldwide are suffered from iron deficiency anemia.In contrast,iron overload induces many chronic diseases,including hemochromatosis,cardiovascular diseases,diabetes and neurodegenerative diseases.Therefore,maintenance of iron homeostasis is crucial for human health.To explore the mechanistic network of iron regulators in maintenance of iron homeostasis and staying healthy,we initiated our investigations utilizing knockout mouse models,epidemiology,and meta-analysis.Recently significant findings are listed as followings:1)By using macrophage Fpn1 deletion mouse models,they provided solid data to support Fpn1 plays important roles in macrophage iron release and in modulating innate immune responses（Blood,2011）;2)Functionally characterized Fpn1 as a major iron exporter in hepatocytes,and further defined hepatocyte Fpn1 as one of the important players in iron mobilization,iron storage,and intestinal iron absorption to maintain systemic iron homeostasis（Hepatology,2012）;3)We observed metalloreductase Steap3 coordinates with Fpn1 to regulate systemic iron homeostasis and inflammatory responses（Haematologica,2012）;4)Defined significant association between TMPRSS6polymorphisms and decreased iron status,and refined genetic risk factors for iron deficiency and iron-deficiency anemia（Hum Mol Genet,2012）;5)Discovered TMPRSS6 variants,which mediated by plasma ferritin,were significantly associated with lower risk of type 2 diabetes in Chinese Hans（Am J Clin Nutr.2012）;6)Our recent meta-analysis provided rigorous statistical evidences for supporting iron homeostasis was changed and might have causal roles in the development of Alzheimer’s disease（AD）（Journal of Alzheimer’s Disease,2014）,cardiovascular diseases（Nutrition,Metabolism＆Cardiovascular Diseases,2014）and metabolic syndrome（Nutrition Discovery,2014）;

关键词： Iron metabolism Hemochromatosis Anemia Nutrition

来源： cnki会议评论

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演讲式教学在营养通识课中的应用及效果分析

基础医学教育 2023年第3期25卷 205-208页

作者：夏梽丹王福俤王鑫慧浙江大学医学部公共卫生学院营养与食品科学系杭州310058

为探索演讲式教学在营养学通识课授课中的可行性并定量分析其教学效果,课题组以2021年秋冬季选择浙江大学营养学通识课的本科生为研究对象,对研究班部分课时实施演讲式教学,通过学生课堂表现和调查问卷等方法分析教学效果。结果显示,研... 详细信息

为探索演讲式教学在营养学通识课授课中的可行性并定量分析其教学效果,课题组以2021年秋冬季选择浙江大学营养学通识课的本科生为研究对象,对研究班部分课时实施演讲式教学,通过学生课堂表现和调查问卷等方法分析教学效果。结果显示,研究班师生互动的频次显著增加,且演讲式教学能促进学生的学习兴趣和主动思考,使学生对课程评价的整体满意度提高。该教学方法为相关通识课程改革提供了借鉴。

关键词：营养学演讲式教学教学方法

Hemojuvelin在铁稳态平衡中的关键作用

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生命科学 2012年第8期24卷 753-758页

作者：陈文杰王福俤哈佛大学医院麻省总医院系统生物学中心贫血信号研究所中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所上海200031

铁调素(hepcidin)是由肝脏分泌的一种肽类激素,它通过改变细胞膜上ferroportin的水平而调节全身铁代谢。Ferroportin是唯一已知的哺乳动物中的铁外排通道,它表达在小肠细胞的基底外侧膜和巨噬细胞的质膜上。铁调素结合ferroportin导致... 详细信息

铁调素(hepcidin)是由肝脏分泌的一种肽类激素,它通过改变细胞膜上ferroportin的水平而调节全身铁代谢。Ferroportin是唯一已知的哺乳动物中的铁外排通道,它表达在小肠细胞的基底外侧膜和巨噬细胞的质膜上。铁调素结合ferroportin导致其在溶酶体内降解,从而减少铁从饮食的吸收和巨噬细胞铁的释放。Hemojuvelin(HJV)是一种glycosylphosphatidyl inositol(GPI)相连的膜蛋白,它作为骨形态发生蛋白(BMP)的共受体可以激活肝细胞Smad信号通路和铁调素表达。除了表达在细胞膜上,hemojuvelin还可以被切割并分泌到胞外,形成可溶性蛋白。由furin切割产生的可溶性HJV可以选择性地结合到BMP配体,抑制内源性BMP诱导的铁调素表达。TMPRSS6也被认为可以切割细胞膜上HJV并影响铁调素的表达。最近的研究表明,HJV还可能参与脂肪组织对铁代谢的调控。综述了近期对细胞膜HJV和可溶性HJV如何调节铁调素的表达与铁代谢的研究结果,并对这一研究领域需要填补的空白进行了初步探讨。

关键词：铁稳态铁调素 Hemojuvelin

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锌稳态代谢调控造血发育的研究进展

生命科学 2019年第10期31卷 985-995页

作者：盛健赵璐王福俤浙江大学医学院公共卫生学院

锌是机体必需微量元素,对人体多系统发育有重要作用。锌缺乏是全球人群重要营养失衡性问题之一,与多种疾病发生相关。其中,锌稳态对于造血发育有着重大影响。造血发育是机体生成并分化成各系血细胞的过程,对生命的维系至关重要。临床研... 详细信息

锌是机体必需微量元素,对人体多系统发育有重要作用。锌缺乏是全球人群重要营养失衡性问题之一,与多种疾病发生相关。其中,锌稳态对于造血发育有着重大影响。造血发育是机体生成并分化成各系血细胞的过程,对生命的维系至关重要。临床研究数据提示,锌失衡会使髓系或者淋系造血细胞分化异常,尤其是对淋系影响更大,进而损伤机体免疫功能,影响人类健康。鉴于其关键生物功能,哺乳动物体内的锌稳态被严密调控,其中二价金属离子转运体SLC30和SLC39家族扮演着重要角色。近年研究发现,多个SLC30/SLC39蛋白通过调节锌稳态参与造血调控,如SLC39A8调控T细胞的活化、SLC39A10调控B细胞和巨噬细胞的分化、SLC30A1和SLC39A10可能参与红细胞成熟过程等。该综述将对锌稳态及其转运蛋白在造血发育中的研究进展进行回顾,并对该领域的未来发展方向进行探讨。

关键词：锌锌转运蛋白造血免疫