Megakaryozyten

Die Aufklärung der Regulation des zellulären Eisenstoffwechsels während der Proliferation und der Differenzierung zu Megakaryozyten am Beispiel der pluripotenten Zelllinie K562.

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Hintergrund

Der Regulation des Eisenstoffwechsels liegt während der zellulären Differenzierung ein komplexes Netzwerk zahlreicher Einzelfaktoren zu Grunde. Darin sind unter anderem Proteine wie der Transferrinrezeptor 1 und 2 (TfR1 und TfR2), der Dimetalltransporter DMT-1, das Hämochromatoseprotein HFE, Ferritin, Ferroportin, der Zelloberflächenrezeptor für das feline Leukämievirus FLVCR (Hämtransporter) sowie Hepcidin (Regulator des systemischen Eisenstoffwechsels) involviert.

Während die Regulation des Eisenstoffwechsels bei der erythroiden Differenzierung bereits sehr gut untersucht ist, liegen zum Verlauf der megacytären Differenzierung kaum Daten vor.

Strategie und Ergebnisse

Zur Charakterisierung der Eisenstoffwechselprozesse bei der Differenzierung zu Megakaryozyten beruhen unsere derzeitigen Strategien darauf,

(i) die Bedeutung des posttranslationellen, eisenabhängigen Feedback-Mechanismus für die Regulation des zellulären Eisenstoffwechsels während der megakaryocytären Differenzierung aufzuklären

(ii) die Rolle des Proteinkinase C-Signalweges für die Regulation des zellulären Eisenstoffwechsels während der megakaryocytären Differenzierung zu charakterisieren

(iii) die Regulation der Hämoglobinsynthese während der megakaryocytären Differenzierung aufzuklären

(iv) die Rolle von Hepcidin für den zellulären Eisenstoffwechsel der proliferierenden und der differenzierenden K562-Zellen zu bestimmen

Die phorbolesterabhängige Induktion der Differenzierung zu Megakaryozyten im Zellkulturmodell wurde anhand der Überexpression der megakaryocytären Marker (CD 41/61) und der Herabregulation des erythroiden Markers (γ-Globin) sowie anhand der morphologischen Veränderungen charakterisiert. Nach der Etablierung semiquantitativer RT-PCRs und Westernblots zur Bestimmung von TfR1, TfR2, DMT-1, HFE, Ferritin, Ferroportin, FLVCR sowie Hepcidin sind die Veränderungen des Eisenstoffwechsels während der megakaryocytären Differenzierung anhand der Modulation der Expression dieser Proteine analysiert worden. Gleichzeitig sind eine kolorimetrische Methode zur Messung der zellulären Eisenkonzentration (Ferrozin-Methode) und eine spektrophotometrische Methode zur Messung der zellulären Hämoglobinkonzentration etabliert und angewendet worden.