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The role of hypoxia inducible factor in iron-deficient megakaryopoiesis
Kathrin Lippert
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Christoph Gasche
DOI
10.25365/thesis.24666
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29963.68302.592862-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Hintergrund: Chronisch entzündliche Darmerkrankungen (CED) werden oft mit Eisenmangel und einer erhöhten Anzahl von Blutplättchen in Verbindung gebracht. Diverse Studien zeigen, dass die Behandlung mit Eisensupplementen die Zahl der Blutplättchen normalisiert. Wir schlagen ein Modell vor, in dem Eisenmangel die Anzahl der Blutplättchen direkt durch die geförderte Differenzierung von Megakaryozyten beeinflusst. Auf molekularer Ebene könnte der ‚hypoxia inducible factor‘ (HIF) ein wichtiger Regulator von Eisenmangel-induzierter Megakaryopoese sein.
Ziele: Ziel dieser Arbeit war es den Einfluss von HIF auf den Prozess der Megakaryopoese unter eisenarmen Bedingungen anhand einer Analyse des Expressionsmusters von HIF1 alpha, HIF2 alpha und HIF Zielgenen und durch Überexpression der beiden Transkriptionsfaktoren in megakaryozytären Zelllinien zu untersuchen.
Methoden: Die megakaryozytären Zelllinien CMK und HEL wurden unter eisenarmen und eisenreichen Bedingungen kultiviert und analysiert. Die Expression von HIF1 alpha, HIF2 alpha und Zielgenen von HIF untersuchten wir auf mRNA Ebene durch ‚qRT PCR‘, die Expression von HIF1 alpha auf Proteinebene durch ‚Western blots‘. Als Positivkontrolle induzierten wir die megakaryozytäre Differenzierung durch PMA. Nach der Transfektion der Zellen mit Plasmiden, die HIF1 oder HIF2 alpha enthielten, wurden Veränderungen hinsichtlich megakaryozytärer Differenzierung, Polyploidie und der Expression von HIF Zielgenen bestimmt.
Ergebnisse: Die durch Eisenmangel induzierte megakaryozytäre Differenzierung führte sowohl auf mRNA als auch auf Proteinebene zu einer Hochregulierung der HIF Expression. Die Expression von HIF Zielgenen CXCR4 und LRP1, beide involviert in Megakaryopoese, wurde unter eisenarmen Bedingungen auf mRNA Ebene signifikant hinauf reguliert. (HEL: CXCR4: P = 0.032 und P = 0.003 in DFO behandelten verglichen mit der Kontrolle; LRP1: P = 0.010 und 0.034 in DFO behandelten Zellen verglichen mit der Kontrolle).
Schlussfolgerungen: Diese Studie unterstreicht die These, dass HIF als Regulator während der Eisenmangel-induzierten Megakaryopoese agiert. Die Ergebnisse fördern das wissenschaftliche Verständnis für die molekularen Mechanismen während dieses Prozesses und könnten deshalb im Zuge vertiefender Studien zur Entwicklung von zielgerichteten Therapien für Patienten mit CED, Eisenmangel und Thrombozytose beitragen.
Abstract
(Englisch)
Background: Inflammatory bowel disease (IBD) is often associated with iron deficiency and increased platelet counts. Various studies show that the treatment based on supplemented iron normalizes the counts of platelets. We propose that iron deficiency affects platelet counts directly by inducing megakaryocytic differentiation. On molecular level the hypoxia inducible factor (HIF) might be an important regulator of iron deficient megakaryopoiesis.
Aims: The aim of this study was to investigate the influence of HIF on megakaryocytic maturation under iron deficiency by analyzing the expression pattern of HIF1 alpha, HIF2 alpha and HIF targets and by examining the overexpression of both transcription factors in megakaryocytic cell lines.
Methods: The megakaryocytic cell lines CMK and HEL were cultured under iron deficient and iron replete conditions and analyzed. We evaluated the expression of HIF1 alpha, HIF2 alpha and HIF target genes on mRNA level by real-time PCR and the expression of HIF1 alpha on protein level by western blots. As a positive control megakaryocytic differentiation was induced by PMA. After transfection of cells with plasmids containing HIF1 alpha or HIF2 alpha, changes in the megakaryocytic differentiation, polyploidy and expression of HIF targets were determined.
Results: Iron deficiency induced megakaryocytic differentiation was associated with an upregulation of HIF expression both at mRNA and protein level. The HIF targets CXCR4 and LRP1, both implicated in megakaryopoiesis, were upregulated significantly on mRNA level under iron deficient conditions. (HEL: CXCR4: P = 0.032 and P = 0.003 in DFO treated cells compared to control cells; HEL: LRP1: P = 0.010 and 0.034 in DFO treated compared to control cells).
Conclusions: The present study underlines, that HIF acts as a regulator during iron deficient megakaryopoiesis. The results help to improve our understanding of molecular mechanisms during this process and might contribute to develop more targeted therapies for patients with IBD, ID and thrombocytosis in the future.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Hypoxia inducible factor Iron Megakaryopoese megakaryocytic cell lines
Schlagwörter
(Deutsch)
Hypoxia inducible Faktor Eisen Megakaryopoese megakaryozytäre Zelllinien
Autor*innen
Kathrin Lippert
Haupttitel (Englisch)
The role of hypoxia inducible factor in iron-deficient megakaryopoiesis
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle des "hypoxia inducible factors" in Eisenmangel-induzierter Megakaryopoese
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
74 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christoph Gasche
AC Nummer
AC11138721
Utheses ID
22048
Studienkennzahl
UA | 441 | | |