velikost textu

Vliv dostupnosti sloučenin železa na expresi molekul zúčastněných v transportu netransferinových iontů železa: In vitro studie na lidských buněčných liniích K562 and Caco-2

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Vliv dostupnosti sloučenin železa na expresi molekul zúčastněných v transportu netransferinových iontů železa: In vitro studie na lidských buněčných liniích K562 and Caco-2
Název v angličtině:
Effect of the availability of iron compounds on the expression of molecules involved in the transport of non-transferrin iron ions: In vitro study concerning human cell lines K562 and Caco-2
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
RNDr. Kamila Balušíková
Id práce:
98598
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Genetika, molekulární biologie a virologie (NGEMOVI)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
15. 12. 2010
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Abstrakt:
Abstrakt Vzhledem k absenci regulačních mechanismů zajišťujících vylučování iontů železa z organismu je velmi přísně kontrolována jejich absorpce. Předmětem našeho zájmu je tedy transportní mechanizmus nehemových iontů železa zprostředkovaný molekulami DMT1 (divalent metal transporter 1, membránový importér železa), Dcytb (duodenal cytochrom b, membránová ferrireduktáza), ferroportinem 1(membránový exportér železa), hefestinem (membránová ferroxidáza) a ceruloplasminem (cytoplazmatická ferroxidáza), který umožňuje příjem iontů železa z potravy až po jeho navázání na cytoplazmatický transferin. Projekt je zaměřen na sledování vlivu dostupnosti železa na expresi zmíněných molekul zúčastněných v transportu netransferinových iontů železa s cílem zjistit, jak při deprivaci, respektive nadbytku železa, dochází k regulaci příjmu železa danými proteiny u buněčných linií reprezentujících různé typy tkání. Buněčné linie jsme kultivovali v mediu RPMI-1640 doplněném o další složky. Expresi jednotlivých molekul jsme sledovali na úrovni mRNA pomocí metody „Real-Time“ PCR s reverzní transkripcí v in vitro studii na lidských buněčných liniích K562 a Caco-2. Buňky K562 (lidská erytroleukemie) jsou modelem neenterocytárních buněk představující významné utilizátory iontů železa. Model enterocytárních buněk s odlišnou apikální a bazální membránou představují buňky Caco-2 (lidský kolorektální karcinom). Hladinu exprimované mRNA jsme ovlivňovali množstvím iontů železa přítomných v mediu po dobu 24 h ve snaze simulovat zvýšení či snížení hladiny těchto iontů v organizmu při onemocněních spojených s narušením jejich metabolizmu. Vlivem deprivace iontů železa u linie K562 došlo ke statisticky signifikantnímu snížení exprese mRNA u transportních molekul DMT1 a ferroportinu 1 (40%). V případě buněčné linie Caco-2 pozorujeme oproti tomu signifikantní zvýšení hladiny mRNA, a to u všech sledovaných molekul s výjimkou ceruloplasminu. Na druhé straně, zvýšená hladina iontů železa v mediu vedla v buňkách K562 ke zvýšení exprese mRNA molekuly ferroportinu 1 (70%) a u buněk Caco-2 k signifikantnímu zvýšení exprese mRNA kódující molekuly Dcytb, ferroportin 1 a hefestin (40% - 60%). Na základě našich výsledků můžeme shrnout, že v případě buněk K562, jako modelu buněk utilizujících ionty železa, dostupnost těchto iontů v mediu koresponduje se změnou exprese transportních molekul. Oproti tomu, u buněk Caco-2, coby modelu střevních enterocytů, však pozorujeme, že dostupnost netransferinových iontů železa v mediu vede ke zvýšení exprese většiny transportních molekul, a to jak v případě deprivace, tak i v případě zvýšeného množství iontů železa v mediu. Klíčová slova Transport netransferinového železa; DMT1; Dcytb; ferroportin; hefestin; ceruloplasmin
Abstract v angličtině:
Abstract Iron absorption, transport, and storage in the body is very strictly regulated mechanism by the reason of absence of a controlled pathway provided its excretion. Hence we are interested in transport mechanism of non-haem iron which is mediated by molecules DMT1 (divalent metal transporter 1, membrane iron importer), Dcytb (duodenal cytochrom b, membrane ferrireductase), ferroportin 1 (membrane iron exporter), hephaestin (membrane ferroxidase) and ceruloplasmin (cytoplasmatic ferroxidase) and enable iron uptake from food up to its binding to plasma transferrin. Our project monitors the effect of iron availability to the expression of the molecules potentially involved in non-transferrin iron transport across cell membranes. We studied the influence of iron deficiency and iron overload to the regulation of iron uptake by these molecules in various functional types of human cells. Cells were maintained in RPMI 1640 medium and supplemented with other additives. The expression was tested on mRNA level by quantitative real-time PCR with reverse transcription in in vitro study using human cell lines K562 and Caco-2. K562 cells (human erythroleukemia) represent cells with high utilization of no-transferrin iron and Caco-2 cells (human colorectal carcinoma) is a model of cells with different apical and basal membrane involved in iron absorption. The mRNA level was affected by changes of non-transferrin iron availability for 24 h. We tried to simulate iron deficiency and high iron level in organism to compare it with iron body levels during iron-metabolism related diseases. Due to the iron deprivation in K562 cell line we observed statistically significant decrease of mRNA levels of transport molecules DMT1 and ferroportin 1 (40%) when comparing with control. In Caco-2 cell line, in contrast, were mRNA levels of all transport molecules except ceruloplasmin increased. On the other hand, the preincubation of K562 cells in medium with high iron level, when comparing with control, led to significantly increased mRNA level of ferroportin (70%) and in Caco-2 cells it led to statistical significant increased (40-60%) of the mRNA level of Dcytb, ferroportin and hephaestin. We conclude that changes in non-transferrin iron availability in iron utilizing K562 cells affect the expression of tested proteins, i.e. proteins potentially involved in non-transferrin iron transport, in opposite directions with regard to iron deficiency or high level respectively. In Caco-2 cell line, used as enterocytes model, non-transferrin iron availability caused increased mRNA levels of most tested molecules in the cases of iron deficiency as well as iron overload. Keywords Non-transferrin iron transport; DMT1; Dcytb; ferroportin; hephaestin; ceruloplasmin
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Kamila Balušíková 807 kB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Kamila Balušíková 26 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Kamila Balušíková 8 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 32 kB