在已知铁代谢相关的低氧反应性蛋白中，TfR1和DMT1最为特别，它们同时含有铁反应元件（IRE）和低氧反应元件（HRE）。低氧下HIF-1和IRP1可分别在转录和转录后水平调控TfR1、DMT1的表达。本项目旨在探讨低氧下HIF-1、IRP1和铁摄取蛋白（TfR1和DMT1）的相互关系，确定低氧下调控细胞铁稳态中起关键作用的蛋白。结果表明：1、三种不同来源的细胞株在低氧下TfR1和DMT1表达增加，且与IRP1表达变化存在一定的负相关联系。2、低氧显著增加HIF-1和TfR1-Luc-HRE、DMT1-Luc-HRE的结合活性，明显减弱IRP1与TfR1-Luc-IRE、DMT1-Luc-IRE的结合活性，说明HIF/HREs系统与IRP/IRE系统均参与低氧调控DMT1和TfR1的表达。3、低氧对不同组织来源的细胞铁稳态影响不同，对SH-SY5Y细胞和HepG2细胞，主要是增加细胞二价铁摄入、铁存储和不稳定铁池，总铁含量增加或不明显；对肠来源细胞，低氧增加细胞二价铁摄入，却减少总铁水平。4、通过增加外源性IRP1表达后发现，低氧下TfR1和DMT1表达虽有所上升，但显著低于对照组，低氧下IRP1稳定DMT1和TfR1 mRNA的能力减弱，即IRP1削弱了低氧诱导的TfR1和DMT1表达，进而减少细胞二价铁吸收、LIP以及胞内总铁的水平增加的趋势。5、干扰IRP1引起的TfR1和DMT1 mRNA表达下调，可被外源性高表达HIF-1α逆转，而由高表达HIF-1α引起的TfR1和DMT1 mRNA表达上调，不会被IRP1敲降逆转。干扰HIF-1α表达后，低氧下DMT1和TfR1蛋白表达明显减少，而干扰IRP1后在低氧下TfR1和DMT1的表达却未有明显变化。综上，本课题揭示了在应对低氧刺激时细胞内铁稳态的调节过程。在低氧影响铁稳态的过程中，HIF-1α可能较IRP1对DMT1和TfR1的表达影响更为主导，即通过促进二者的表达，导致铁摄取增加以满足细胞对铁的需求；IRP1的作用则在于削弱低氧诱导TfR1和DMT1表达的能力，缓解细胞二价铁吸收、LIP以及胞内总铁水平增加的趋势，二者的相互牵制达到低氧下维持细胞内铁稳态的作用。该研究有助于我们从分子水平了解低氧应激对细胞铁稳态的影响，为各类缺血/低氧性疾病、神经退行性疾病以及肿瘤的防治提供了一定的实验依据和策略。