Identification of reticuloendothelial system cells and expression analysis of ferroportin and heme oxygenase-1 in murine kidneys.

Metabolizm żelaza u wszystkich ssaków jest bardzo podobny i posiada dwie charakterystyczne cechy: 1. Nie istnieje żaden specyficzny mechanizm usuwania nadmiaru tego pierwiastka z organizmu. Konsekwencją tego jest rozwinięcie się bardzo ściśle kontrolowanego mechanizmu wchłaniania i uwalniania Fe, aby zapobiec przeładowaniu organizmu tym metalem. Główną rolę w kontroli metabolizmu żelaza w organizmie ssaków odgrywają wątroba i śledziona. 2. Żelazo ulega zamkniętemu obiegowi w organizmie poprzez fagocytowanie komórek (głównie starych i uszkodzonych erytrocytów), uwalnianie do osocza, pobieranie do produkcji hemoglobiny i wysycanie nią nowo powstających erytrocytów. Ważną rolę w tym obiegu pełnią makrofagi układu siateczkowo-śródbłonkowego, głównie zlokalizowane w śledzionie i w wątrobie, które są odpowiedzialne za recykling Fe w organizmie. Dotychczas nie opisano żadnych makrofagów osiadłych w nerkach, które brałyby udział w metabolizmie żelaza u myszy. Przeprowadzając serię barwień immunofluorescencyjnych na nerkach pochodzących od myszy 14-dniowych o genotypie dzikim wykazano obecność makrofagów osiadłych w tych narządach. Komórki te wykazują ekspresję ferroportyny i hemoksygenazy-1, co świadczy, że są one zaangażowane w degradację hemu i uwalnianie żelaza. Hipotezę tę wspiera fakt, że wielkością i morfologią są zbliżone do komórek Browicza-Kupffera obecnych w wątrobie oraz to, że wykazują ekspresję wysoce specyficznego dla makrofagów antygenu F4/80. Komórki wykazujące ekspresję F4/80 zlokalizowane były na pograniczu kory i rdzenia oraz w brodawce nerkowej. Komórki wykazujące ekspresję FPN zlokalizowane były tylko na pograniczu kory i rdzenia, natomiast te wykazujące ekspresję HO-1 znajdowały się zarówno na pograniczu kory i rdzenia jak i w brodawce nerkowej. Kolokalizacja poszczególnych markerów potwierdziła, że badane białka ulegają ekspresji w tych samych komórkach. Przeprowadzając identyczną analizę na nerkach pochodzących od myszy 6-miesięcznych nie zaobserwowano ekspresji badanych białek, zarówno w poszczególnych elementach nefronu jak i w tkance interstycjalnej. Wyniki te sugerują, że obecność makrofagów osiadłych w nerkach myszy jest cechą charakterystyczną dla osobników młodych.

Iron metabolism in all mammals is very similar and has two characteristics: 1. There is no specific mechanism of removing the excess of iron from the body. In consequence mammals developed a very tightly controlled mechanism of iron absorption and release, to prevent body from metal overload. The main role in controlling iron metabolism in mammalian body plays liver and spleen. 2. Iron is closed in circulation in the body. Phagocytes engulf other cells (mainly old and damaged red blood cells), release Fe into the plasma, from where it’s downloaded for the production of hemoglobin for newly formed erythrocytes. Important role in this process play macrophages, which are reticuloendothelial system cells and are located principally in the spleen and liver. So far, none resident macrophages involved in iron metabolism were described in the murine kidneys. In the present study, carrying out a series of immunofluorescence staining on the kidneys derived from 14-day-old wild-type mice showed the presence of resident macrophages in these organs. Kidney macrophages exhibit expression of ferroportin and heme oxygenase-1, which proves that they are involved in the degradation of heme and release of iron. Moreover, morphology of these cells are similar to Kupffer cells present in the liver and both type of those cells exhibit a highly specific expression of macrophage F4/80 antigen. F4/80 expressing cells were located on the border between the cortex and medulla and in renal papilla. FPN expressing cells were located only on the border between cortex and medulla, whereas those expressing HO-1 were located on the border between cortex and medulla and in the renal papilla. In the kidney derived from 14-day old mice co-localization of the individual markers confirmed that FPN, F4/80 and HO-1 are expressed in the same cells. Carrying out an identical analysis on the kidneys derived from 6-month-old mice showed that there was no expression of the tested proteins, both in the individual elements of the nephron and in tubulointerstitium. These results suggest that the presence of resident macrophages in murine kidneys is characteristic for young individuals.