Die Eisen-abhängige Regulation von Hepcidin ist gewebsspezifisch

Einleitung: Hepcidin ist der zentrale Regulator des Eisenstoffwechsels und wird vorwiegend in der Leber exprimiert. Die hepatische Hepcidin-Expression wird durch Eisenüberschuss hoch- und durch Eisenmangel runterreguliert. Obwohl in der Vergangenheit die Hepcidin-Produktion in zahlreichen extrahepatischen Organen nachgewiesen werden konnte, ist die in vivo Regulation dieser Expressionen weitgehend unbekannt.

Ziel & Methodik: Um die Eisen-abhängige Steuerung der Hepcidin-Expression in extrahepatischen Organen zu untersuchen, wurde 8 Wochen alten Mäusen 4–5 Wochen lang eine eisen-defiziente (EA, 6–8mg Fe) bzw. eisenreiche Diät (ER, Standard-Diät [ST] + 2% Carbonyl-Eisen) gefüttert. Die Serum-Eisenparameter sowie die Eisenkonzentration wurden biochemisch bestimmt, während die Lokalisation der Eisenablagerungen mit Berliner Blau-Färbung visualisiert wurde. Die Expression von Hepcidin und seinen Regulatoren wurden auf mRNA- (qRT-PCR) und Proteinebene (Western Blot, Immunfluoreszenz) untersucht.

Ergebnisse: Die Fütterung mit EA- und ER-Diät führte zu signifikanten Veränderungen der Serum- (Ferritin: 472±91 [EA] p=0,003; 725±123 [ST]; 1147±93 [ER] µg/l, p<0,001) sowie Lebereisenparameter (86,9±24,0 [EA]; 105,2±22,6 [ST]; 589,4±250,0 [ER] µg/g Gewebe, p=0,01) und zur Änderungen der hepatischen Hepcidin-Expression (Verhältnis Hepcidin/ßAktin: 0,3±0,3 [EA] p=0,002; 1,0±0,4 [ST]; 3,8±0,5 [ER] p<0,001). Ähnlich wie in der Leber wurden nach ER-Diät signifikant erhöhte Hepcidin-Spiegel im Magen (Verhältnis Hepcidin/ßAktin: 1,0±1,0 [ST]; 11,5±0,9 [ER] p=0,003) und in der Milz (1,0±1,0 [ST]; 3,7±1,9 [ER] p=0,04) beobachtet, die mit lokalen Eisenüberladungen assoziiert waren. Dagegen führte die ER-Diät zu keinen Änderungen der Hepcidin-Expression in Duodenum, Niere, Pankreas und dem Herzen. Die Verabreichung von EA-Diät hatte eine „paradoxe“ Hepcidinexpressionssteigerung im Magen (Verhältnis Hepcidin/ßAktin: 1,0±1,0 [ST]; 5,2±3,2 [EA] p=0,002) zur Folge, während in anderen Organen keine signifikanten Unterschiede zu verzeichnen waren.

Schlussfolgerung: Die Eisen-abhängige Hepcidinregulation weist gewebsspezifische Unterschiede auf, die zum Teil mit einer lokalen Eisenregulation/-überladung assoziiert zu sein scheinen.