Title (eng)
The (un)usual suspects
transporters involved in human placental iron transport
Author
Raimund Widhalm
Advisor
Claudia Gundacker
Assessor
Claudia Gundacker
Abstract (deu)
Eisen ist ein wichtiges Spurenelement, das von allen Zellen benötigt wird, jedoch toxisch im Überschuss ist. Eisendefizienz ist die weltweit häufigste Form einer Mikronährstoffdefizienz. Am häufigsten sind Kleinkinder und schwangere Frauen von dieser betroffen. Während der Schwangerschaft fungiert die Plazenta als Schnittstelle des Nährstoffaustausches zwischen Mut-ter und Kind. Obwohl der Eisenmetabolismus in Säugetieren generell sehr gut charakterisiert ist, ist erstaunlich wenig über den plazentalen Eisenmetabolismus bekannt.
Im Laufe dieser Masterarbeit wurde die funktionelle Rolle der Eisentransporter Transferrin Re-ceptor 1 (TFR)1 (TFRC), Divalent Metal Transporter (DMT)1 (SLC11A2) und ZRT/IRT like pro-tein (ZIP)8 (SLC39A89) für die Eisenaufnahme der humanen Chorionkarzinomazelllinie BeWo, sowie primärer Trophoblasten, welche aus gesunden Plazentas isoliert worden waren, mittels siRNA vermittelter Herunterregulierung der Genexpression untersucht. Änderungen der zellulä-ren Eisenlevel als Konsequenz verminderter Transporterexpression wurde mittels Graphit-Ofen-Atomabsorptionsspektrometrie analysiert. Zusätzlich wurden auch Änderungen in der Genex-pression von elf Proteinen, welche in den Eisen- sowie den Glutathionmetabolism involviert sind (TFR1, Ferroportin (FPN)1, Ferritin heavy chain (FTH)1, DMT1, ZIP8, ZIP14, Six trans-membrane epithelial antigen of the prostate (STEAP)3, Cytochrome b ascorbate-dependent pro-tein (CYB561A)3, Glutamate cysteine ligase modifier subunit (GCLM), Glutathione peroxidase (GPX)1, Glutathione reductase (GR)) mittels quantitativer Polymerasekettenreaktion verfolgt.
Unter ausreichender Verfügbarkeit von transferrin-gebundenem Eisen schien die Herunterregulie-rung von DMT1 und ZIP8 keine Auswirkung auf die Eisenaufnahme in BeWo Zellen zu haben. Wurden die BeWo Zellen jedoch ausschließlich mit nicht-transferrin gebundenem Eisen (in der Form von ferrischen Ammoniumcitrat) kultiviert, haben sie deutlich weniger Eisen nach Herun-terregulierung von ZIP8 aufgenommen (P<0.05). Interessanterweise resultierte verminderte Ex-pression von TFR1 in erhöhten zellulären Eisengehalten und reduzierter Zellzahl (P<0.05). Um den Gefahren des überschüssigen Eisens zu entgehen, regulierten die TFR1 defizienten Zellen Gene hinauf, deren Produkte sowohl die Verfügbarkeit freien Eisens reduzieren (FPN1, FTH1), sowie die Bildung freier Radikale verhindern (GPX1). In Bezug auf die zellulären Eisengehalte konnten in den primären Trophoblasten ähnliche Effekte wie in den BeWo Zellen nach Herunter-regulierung des jeweiligen Transporters beobachtet werden. Trotzdem müssen noch weitere Ex-perimente in primären Trophoblasten durchgeführt werden.
Zusammenfassend, haben die durchgeführten Experimente erste wichtige Einblicke über die Funktion von TFR1, DMT1 und ZIP8 für den Eisentransport in humanen Plazentazellen gelie-fert. Weitere Studien sind jedoch gefragt, um ein besseres Bild dieser komplexen Netzwerke zu erlangen.
Keywords (eng)
PlacentaironBeWotransporterTFR1
Keywords (deu)
PlazentaEisenBeWoTFR1
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1337923
rdau:P60550 (deu)
73 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Number of pages
73
Association (deu)
Title (eng)
The (un)usual suspects
transporters involved in human placental iron transport
Author
Raimund Widhalm
Abstract (deu)
Eisen ist ein wichtiges Spurenelement, das von allen Zellen benötigt wird, jedoch toxisch im Überschuss ist. Eisendefizienz ist die weltweit häufigste Form einer Mikronährstoffdefizienz. Am häufigsten sind Kleinkinder und schwangere Frauen von dieser betroffen. Während der Schwangerschaft fungiert die Plazenta als Schnittstelle des Nährstoffaustausches zwischen Mut-ter und Kind. Obwohl der Eisenmetabolismus in Säugetieren generell sehr gut charakterisiert ist, ist erstaunlich wenig über den plazentalen Eisenmetabolismus bekannt.
Im Laufe dieser Masterarbeit wurde die funktionelle Rolle der Eisentransporter Transferrin Re-ceptor 1 (TFR)1 (TFRC), Divalent Metal Transporter (DMT)1 (SLC11A2) und ZRT/IRT like pro-tein (ZIP)8 (SLC39A89) für die Eisenaufnahme der humanen Chorionkarzinomazelllinie BeWo, sowie primärer Trophoblasten, welche aus gesunden Plazentas isoliert worden waren, mittels siRNA vermittelter Herunterregulierung der Genexpression untersucht. Änderungen der zellulä-ren Eisenlevel als Konsequenz verminderter Transporterexpression wurde mittels Graphit-Ofen-Atomabsorptionsspektrometrie analysiert. Zusätzlich wurden auch Änderungen in der Genex-pression von elf Proteinen, welche in den Eisen- sowie den Glutathionmetabolism involviert sind (TFR1, Ferroportin (FPN)1, Ferritin heavy chain (FTH)1, DMT1, ZIP8, ZIP14, Six trans-membrane epithelial antigen of the prostate (STEAP)3, Cytochrome b ascorbate-dependent pro-tein (CYB561A)3, Glutamate cysteine ligase modifier subunit (GCLM), Glutathione peroxidase (GPX)1, Glutathione reductase (GR)) mittels quantitativer Polymerasekettenreaktion verfolgt.
Unter ausreichender Verfügbarkeit von transferrin-gebundenem Eisen schien die Herunterregulie-rung von DMT1 und ZIP8 keine Auswirkung auf die Eisenaufnahme in BeWo Zellen zu haben. Wurden die BeWo Zellen jedoch ausschließlich mit nicht-transferrin gebundenem Eisen (in der Form von ferrischen Ammoniumcitrat) kultiviert, haben sie deutlich weniger Eisen nach Herun-terregulierung von ZIP8 aufgenommen (P<0.05). Interessanterweise resultierte verminderte Ex-pression von TFR1 in erhöhten zellulären Eisengehalten und reduzierter Zellzahl (P<0.05). Um den Gefahren des überschüssigen Eisens zu entgehen, regulierten die TFR1 defizienten Zellen Gene hinauf, deren Produkte sowohl die Verfügbarkeit freien Eisens reduzieren (FPN1, FTH1), sowie die Bildung freier Radikale verhindern (GPX1). In Bezug auf die zellulären Eisengehalte konnten in den primären Trophoblasten ähnliche Effekte wie in den BeWo Zellen nach Herunter-regulierung des jeweiligen Transporters beobachtet werden. Trotzdem müssen noch weitere Ex-perimente in primären Trophoblasten durchgeführt werden.
Zusammenfassend, haben die durchgeführten Experimente erste wichtige Einblicke über die Funktion von TFR1, DMT1 und ZIP8 für den Eisentransport in humanen Plazentazellen gelie-fert. Weitere Studien sind jedoch gefragt, um ein besseres Bild dieser komplexen Netzwerke zu erlangen.
Keywords (eng)
PlacentaironBeWotransporterTFR1
Keywords (deu)
PlazentaEisenBeWoTFR1
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1337924
Number of pages
73
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