随着时代的发展,物质水平的提高,食品营养与健康越来越受关注。锌是人体自身不能合成的离子,只能从膳食中摄取的必需微量元素,在体内参与许多重要生命活动,所以锌的平衡与人体健康密切相关。随着社会的发展和人们健康意识的提高,具有合理营养和保健功能的功能性食品受到广泛关注,而功能性食品的开发需要人们对于生理和营养的深入了解作为基础。因此,探究锌离子稳态的分子机制,对于预防、治疗锌代谢紊乱相关疾病,研究和开发相关功能性食品具有深远的指导意义。为了维持机体健康,体内锌离子必须维持稳态,锌稳态直接受锌离子的吸收、排泄和重吸收影响。在哺乳动物中,锌转运蛋白SLC39A(Zip)和SLC30A(Zn T)两个家族蛋白直接参与细胞内锌离子的运输,对于维持锌稳态很重要。锌离子吸收相关的研究有很多,机制了解比较完善,但是,关于锌离子的排泄机制报道还比较少。Catsup是在果蝇中发现的一个多巴胺合成通路中的抑制因子,多项研究表明,其与生殖、睡眠等有关,但是其分子功能还未明确。我们利用生物信息学预测发现,Catsup极有可能是一个锌转运蛋白,但是它是否参与锌代谢,如何影响锌代谢还亟待研究。本课题中,我们利用果蝇模型研究发现,Catsup是一个定位在高尔基体上的Zip家族成员,属于人的锌离子转运蛋白h Zip7的同源物,在果蝇后肠参与锌离子排泄。我们的研究结果表明:(1)将Catsup转染进入CHO细胞,利用ALP活性测定及Zrt-1 promoter报告基因检测发现,细胞质锌水平上升,高尔基体锌水平下降,证明了Catsup是一个锌转运蛋白,负责将高尔基体内锌离子运输进入细胞质。通过免疫组织化学实验,证明了Catsup定位在高尔基体上。通过遗传实验,发现h Zip7能挽救CatsupRNAi果蝇的生长缺陷。综上,Catsup是一个定位在高尔基体上的锌转运蛋白,且是h Zip7的同源物。(2)在后肠特异性地敲低Catsup后,果蝇羽化率严重下降且对锌离子敏感,说明后肠表达的Catsup对生长发育是必须的,且与机体锌稳态相关。(3)在后肠特异性地敲低Catsup后,引起后肠和马氏管中锌水平下降,但是机体内锌水平的上升,说明Catsup负责将身体的锌离子排到后肠和马氏管,然后排出体外。(4)后肠特异性地敲低Catsup引起的一系列表型可以通过调控Zn T1或Zip1影响,更进一步,我们通过实验证明Zn T1和Zip1在后肠影响锌稳态。综上所述,我们发现果蝇后肠及马氏管具有锌离子排泄的功能,类似于人的肾脏。同时,Catsup在后肠参与锌离子排泄,Zip1和Zn T1在后肠具有维持锌稳态的功能。该工作丰富了锌离子的排泄机制,为更好的理解机体锌代谢、调控锌稳态奠定了基础,为发展相关功能性食品提供了新线索。