Study of the expression of genes related to iron metabolism in the spleen of mice with a mutation in the ATP7B gene

Ferroportyna jest jedynym znanym w organizmie ssaków eksporterem jonów żelaza. Transportuje ona jony tylko na +III stopniu utlenienia, dlatego też do prawidłowego działania ferroportyny konieczna jest jej współpraca z ferroksydazami, które utleniają jony Fe2+ do formy Fe3+. Jedną z ferroksydaz jest ceruloplazmina. Białko to do prawidłowego funkcjonowania potrzebuje jonów miedzi, przez co łączy ze sobą metabolizm miedzi i żelaza. Ceruloplazmina występuje w dwóch formach: apoceruloplazminy oraz holoceruloplazminy, przy czym to właśnie forma holo- jest formą pełniącą funkcje ferroksydazy. Mutacja w genie ATP7B jest przyczyną powstania nieprawidłowo funkcjonującego białka ATP7B, którego aktywność jest niezbędna do wiązania jonów miedzi do apoceruloplazminy. Zaburzenie w tym procesie hamuje powstanie formy holoceruloplazminy. Brak tej formy skutkuje zatrzymaniem jonów żelaza w komórkach makrofagów i niemożnością zajścia recyrkulacji żelaza w organizmie. Nieprawidłowości w funkcjonowaniu białka ATP7B są zatem przyczyną zaburzeń w homeostazie miedzi a pośrednio także w homeostazie żelaza. Mutacja w genie ATP7B prowadzi do rozwoju choroby Wilsona, która objawia się bardzo poważnymi zaburzeniami, takimi jak odkładanie miedzi w wątrobie, mózgu, nerkach oraz czasami w rogówce oka. Celem przeprowadzonego badania było sprawdzenie ekspresji genu SLC40A1, kodującego białko ferroportynę w śledzionach myszy z mutacją w genie ATP7B, należącymi do szczepu C3HeB/FeJAtp7btx-J/J, które są mysim modelem choroby Wilsona. Zaobserwowano jak ta mutacja wpływa na poziom ekspresji genu SLC40A1 w śledzionach myszy mutantów w dwóch grupach wiekowych: 3-miesięcznych oraz 6-miesięcznych. Wyniki porównano z ekspresją genu SLC40A1 w śledzionach myszy o genotypie dzikim.

Ferroportin is the only known exporter of iron ions in the mammalian body. It transports ions only in the +III oxidation state, therefore, for the proper functioning of ferroportin, it must cooperate with ferroxidases, which oxidize Fe2+ ions to the Fe3+ form. One of the ferroxidases is ceruloplasmin. This protein needs copper ions to function properly, which is why it combines copper and iron metabolism. Ceruloplasmin comes in two forms: apoceruloplasmin and holoceruloplasmin, with the holo form being the form that functions as a ferroxidase. A mutation in the ATP7B gene causes the formation of a malfunctioning ATP7B protein, the activity of which is necessary for binding copper ions to apoceruloplasmin. Disturbance in this process inhibits the formation of holoceruloplasmin. The lack of this form results in the retention of iron ions in macrophage cells and the inability to recirculate iron in the body. Therefore, abnormalities in the functioning of the ATP7B protein cause disturbances in copper homeostasis and, indirectly, also in iron homeostasis. A mutation in the ATP7B gene leads to the development of Wilson's disease, which manifests itself in very serious disorders, such as copper deposition in the liver, brain, kidneys and sometimes in the cornea of the eye. The aim of the study was to check the expression of the SLC40A1 gene, encoding the ferroportin protein, in the spleens of mice with a mutation in the ATP7B gene, belonging to the C3HeB/FeJAtp7btx-J/J strain, which are a mouse model of Wilson's disease. It was observed how this mutation affects the expression level of the SLC40A1 gene in the spleens of mutant mice in two age groups: 3-month-old and 6-month-old. The results were compared with the expression of the SLC40A1 gene in the spleens of wild-type mice.