- Tytuł:
-
The effect of heme oxygenase-1 knockout and ageing on hemojuvelin levels in mouse peripheral blood
Wpływ braku oksygenazy hemowej-1 i starzenia na poziom hemojuweliny we krwi obwodowej myszy - Autorzy:
- Kraszewski, Piotr
- Opis:
-
Żelazo jest kluczowym pierwiastkiem dla homeostazy organizmu. Jego deficyt lub nadmiar prowadzi do stanów patologicznych, a nie istnieje żaden aktywny mechanizm jego wydalania. Dlatego recyrkulacja żelaza stanowi główny mechanizm utrzymywania jego puli na stałym poziome. Główną formą żelaza występującą w organizmie, między innymi w białkach erytrocytów, jest hem. Oksygenaza hemowa jest pierwszym enzymem na szlaku jego degradacji, a jej brak prowadzi do powstania stanów patologicznych, między innymi anemii. Szlak BMP6/SMAD stanowi główny sposób regulacji poziomu żelaza w osoczu, zależnie od potrzeb organizmu, poprzez stymulację ekspresji hepcydyny, która w wyniku oddziaływania z ferroportyną zahamowuje eksport żelaza z komórek. Istotnym białkiem biorącym udział w modulacji aktywności tego szlaku jest hemojuwelina (HJV) – koreceptor receptora dla BMP6. Jej forma błonowa jest niezbędna do prawidłowej transdukcji sygnału poprzez szlak BMP6/SMAD. Cięcie proteolityczne hemojeweliny przez TMPRSS6 prowadzi do otrzymania jej formy rozpuszczalnej, która utrzymuje swoją zdolność tworzenia kompleksu z BMPR, lecz prowadzi do inhibicji sygnału. Wykorzystując mysi model z delecją Hmox1 (Hmox1-/-) sprawdzono ekspresję genów kodujących białka biorące udział w regulacji metabolizmu żelaza poprzez szlak BMP6/SMAD. Metodą ilościowego PCR w czasie rzeczywistym określono brak zmiany ekspresji Hfe, oraz obniżenie poziomu Bmp6 hepatocytów myszy starszych niż 18 miesięcy, co pozwala zasugerować obniżenie poziomu żelaza w ich osoczu. Jednocześnie zaobserwowano niezmienny poziom ekspresji Hfe2, genu kodującego hemujuwelinę. Dysproporcjonalnie, poziom rozpuszczalnej hemojuweliny w osoczu, otrzymany metodą ELISA, uległ zwiększeniu wraz z wiekiem u myszy Hmox1-/- w stosunku do osobników Hmox1+/+, co może wskazywać na zwiększone cięcie proteolityczne HJV lub wzrost jej ekspresji w innych tkankach. Analiza poziomu erytropoetyny w osoczu wykazała jej wzrost wraz z wiekiem u myszy Hmox1-/-, natomiast u myszy Hmox1+/+ utrzymującą się, stałą wartość. Wskazuje to na stan patologiczny powiązany z delecją oksygenazy hemowej-1. Konieczne są dalsze badania aby określić powód wzrostu poziomu rozpuszczalnej hemojuwelinę w osoczu i jego bezpośrednie powiązanie z procesem erytropoezy, na której rozregulowanie wskazuje uzyskany poziom erytropoetyny w osoczu.
Iron is a crucial element for homeostasis. Its deficit or excess leads to pathological states. There is no active mechanism of its excretion, so the recirculation of iron is the primary mechanism of keeping its pool at a constant horizontal level. The main form of iron found in the body, among others in erythrocyte proteins, is heme. Heme oxygenase is the first enzyme on the pathway of its degradation, and its lack leads to the formation of pathological states, including anemia. The BMP6/SMAD pathway is the main way to regulate plasma iron levels, depending on the body's needs, by stimulating the expression of hepcidin, which, as a result of interaction with ferroportin, inhibits iron export from cells. A critical protein involved in modulating this pathway's activity is hemojuvelin (HJV) - the BMP6 receptor co-receptor. Its membrane form is essential for correct signal transduction through the BMP6/SMAD pathway. Proteolytic cleavage of hemojuvelin by TMPRSS6 leads to its soluble form, which maintains its ability to form a complex with BMPR but leads to signal inhibition.Using the mouse model with Hmox1 deletion (Hmox1-/-), the expression of genes encoding proteins involved in the regulation of iron metabolism through the BMP6/SMAD pathway was tested. The real-time quantitative PCR method was used to determine the lack of change in Hfe expression and the decrease in Bmp6 levels of hepatocytes of mice older than 18 months, suggesting a decrease in their plasma iron levels. At the same time, a constant level of Hfe2 expression, the gene encoding hemojuvelin, was observed. Disproportionately, the level of soluble hemojuvelin in plasma obtained by ELISA increased with age in Hmox1-/- mice compared to Hmox1+/+ individuals, which may indicate an increased proteolytic cut of HJV or an increase in its expression in other tissues. Analysis of erythropoietin level in plasma showed its increase with age in Hmox1-/- mice, whereas in Hmox1+/+ mice, a constant value was maintained. This indicates a pathological condition associated with the deletion of heme oxygenase-1. Further studies are needed to determine the reason for the increase in plasma soluble hemojuvelin levels and its direct link to the erythropoietin process, the deregulation of which indicates the obtained plasma erythropoietin level. - Dostawca treści:
- Repozytorium Uniwersytetu Jagiellońskiego
Inne