黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）神经胶质细胞中的铁缺乏通过改变线粒体动态影响其行为

《Journal of Neurochemistry》：Iron Deficiency in Drosophila melanogaster Glial Cells Impacts Behavior Through Altered Mitochondrial Dynamics

铁缺乏症（ID）通过影响果蝇胶质细胞中Malvolio转运蛋白的表达，导致运动障碍和线粒体动态改变，表现为形态异常及电子传递链基因表达调控。模型证实铁可逆性影响胶质细胞功能及能量代谢。

　　

摘要

缺铁（ID）是全球最常见的微量营养素缺乏症。产前和产后时期的缺铁与神经发育受损和行为改变有关，即使补充铁剂，这些情况也可能持续存在。然而，导致这些现象的神经生物学机制尚未完全明确。在这里，我们利用黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）建立了一个无脊椎动物实验模型，以研究缺铁对神经胶质细胞的影响。饮食中添加去铁胺（deferoxamine）引起的缺铁改变了成年果蝇的运动能力。铁转运蛋白Malvolio（Mvl）在神经胶质细胞中的表达下调导致运动能力下降，而这种效应可以通过在果蝇培养基中添加铁剂来缓解。我们证实，Mvl的表达下调会导致大脑中的缺铁现象，因为Mvl在大脑中部分表达。有趣的是，包裹神经纤维的胶质细胞中Mvl的表达减少会复制运动能力缺陷，这表明这类胶质细胞对铁水平特别敏感。Mvl的表达下调还改变了线粒体的形态和大小，并与线粒体分裂和融合相关基因以及线粒体电子传递链复合体基因的表达变化相关。这些结果表明，神经胶质细胞的缺铁会损害正常的线粒体功能并影响能量产生。此外，线粒体铁蛋白Fer3HCH在胶质细胞中的过度表达也会导致运动能力下降，这突显了铁在细胞质和线粒体中都可利用的重要性。这些发现首次证明了铁在果蝇神经胶质细胞中的重要性及其对行为和线粒体功能的影响。最重要的是，果蝇模型有助于揭示与神经胶质细胞缺铁相关的先前未知的细胞和分子机制。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。