以 Caco-2 細胞模式探討 ferric reductase 的活性與小腸攝鐵之必要性

Abstract

Duodenal cytochrome b是小腸細胞膜上之三價鐵還原酵素(ferric reductase)，其還原所需之電子可由維生素C提供。缺乏Dcytb的小鼠其體內鐵營養狀態與正常小鼠無顯著差別，反映Dcytb對於小鼠吸收三價鐵並無必需性。不同於小鼠，人類無法自行合成維生素C，因此Dcytb對於人類吸收三價鐵上的必需性需進一步探討。所以本研究利用人類大腸癌Caco-2細胞，探討Dcytb與鐵蛋白含量間之相關性，包括三個實驗：第一部份為比較2% FBS+DMEM及MEM中營養成分及攝鐵時間長短，兩項培養條件對ferric reductase活性及鐵蛋白量的影響；第二部分為比較還原力由高至低為桑椹、葡萄、奇異果、柳橙、蘋果之果汁對ferric reductase活性及鐵蛋白量的影響；第三部份為建立以siRNA抑制Caco-2細胞Dcytb基因表現之模式，及探討Dcytb 對Caco-2細胞於鐵吸收的機制上之必需性。此外，也探討還原力是否可作為評估鐵生物利用率之依據。第一部分結果顯示，以MEM為培養基進行攝鐵實驗，發現6及24小時後添加ascorbic acid (AA)組的酵素活性顯著增加，但6小時之鐵蛋白量與未添加組無差異，但24小時後其含量顯著上升。以2% FBS + DMEM為培養基，無論6及24小時，添加AA皆顯著增加酵素活性及鐵蛋白量；第二部分結果顯示，細胞ferric reductase活性由高至低為奇異果>桑椹>葡萄>柳橙、蘋果汁，鐵蛋白量由高至低為奇異果>桑椹>柳橙>葡萄>蘋果汁，且發現桑椹及柳橙汁並不能促進酵素活性，但鐵蛋白量皆顯著較只添加鐵源組高。第三部分結果顯示，保留30%之細胞Dcytb mRNA量，可能足以表現細胞70%之ferric reductase活性，而添加維生素C後，可能改善其ferric reductase活性降低之現象，使細胞可表現90%之ferric reductase活性。綜合上述，本研究發現duodenal cytochrome b可能對於人類小腸細胞攝鐵不具有必需性，但其缺乏表現時，仍可能影響鐵之生物利用率，不過可利用補充維生素C替代其降低之ferric reductase活性。此外，也發現並不能完全只用果汁的還原力作為評估鐵生物利用率之依據，可能還需依其組成主要成份來進行判斷。