Iron deprivation induces apoptosis independently of p53 in human and murine tumour cells

0105357 - UMG-J 20043150 RIV GB eng J - Journal Article
Truksa, Jaroslav - Kovář, Jan - Valenta, Tomáš - Ehrlichová, Marie - Polák, J. - Naumann, P. W.
Iron deprivation induces apoptosis independently of p53 in human and murine tumour cells.
[Nedostatek železa vyvolává apoptózu nezávisle na p53 v lidských a myších nádorových buňkách.]
Cell Proliferation. Roč. 36, č. 4 (2003), s. 199-213. ISSN 0960-7722. E-ISSN 1365-2184
R&D Projects: GA ČR GA301/01/0041
Keywords : iron deprivation * p53 * apoptosis induction
Subject RIV: EB - Genetics ; Molecular Biology
Impact factor: 1.529, year: 2003

Iron deprivation induces apoptosis in some sensitive cultured tumour cells, while other cells are resistant. In order to elucidate the mechanisms involved in apoptosis induction by iron deprivation, we studied the expression of p53 and the expression of selected p53-regulated genes. To discriminate between changes coupled only with iron deprivation and changes involved in apoptosis induction by iron deprivation, we compared the expression of the genes in sensitive (human Raji, mouse 38C13) versus resistant (human HeLa, mouse EL4) cells under iron deprivation. Iron deprivation was achieved by incubation in a defined iron-free medium. The level of p53 mRNA decreased significantly under iron deprivation in sensitive cells, but it did not change in resistant cells. On the contrary, the level of the p53 protein under iron deprivation was slightly increased in sensitive cells while it was not changed in resistant cells. The activity of p53 was assessed by the expression of selected p53-regulated targets, i.e. p21WAF1/CIP1 gene, mdm2, bcl-2 and bax. We did not detect any relevant change in mRNA levels as well as in protein levels of these genes under iron deprivation with the exception of p21WAF1/CIP1. We detected a significant increase in the level of p21 mRNA in both (sensitive and resistant) mouse cell lines tested, however, we did not find any change in both (sensitive and resistant) human cell lines. Moreover, the p21WAF1/CIP1 protein was accumulated in mouse-sensitive 38C13 cells under iron deprivation while all other cell lines tested, including human-sensitive cell line Raji, did not show any accumulation of p21WAF1/CIP1 protein. It seems that the p21WAF1/CIP1 mRNA, as well as protein accumulation, is not specifically coupled with apoptosis induction by iron deprivation and that it is rather cell-line specific. Taken together, we suggest that iron deprivation induces apoptosis at least in some cell types independently of the p53 pathway

Nedostatek železa vyvolává v některých citlivých kultivovaných nádorových buňkách apoptózu, zatímco jiné buňky odolávají. Abychom objasnili mechanismy podílející se na vyvolání apoptózy nedostatkem železa, studovali jsme expresi p53 a expresi vybraných genů regulovaných p53. K odlišení změn spojených pouze s nedostatkem železa od změn spojených s vyvoláním apoptózy nedostatkem železa jsme srovnali expresi genů v citlivých (lidské Raji, myší 38C13) a odolných (lidské HeLa, myší EL4) buňkách při nedostatku železa. Nedostatek železa byl vyvolán inkubací v definovaném médiu zbaveném železa. Hladina p53 mRNA se při nedostatku železa v citlivých buňkách výrazně snížila, ale v odolných buňkách se nezměnila. Naopak hladina proteinu p53 byla při nedostatku železa v citlivých buňkách mírně zvýšená a v odolných buňkách beze změn. Aktivita p53 byla hodnocena expresí vybraných cílů regulovaných p53, tj. genů p21WAF1/CIP1, mdm2, bcl-2 a bax. Nezjistili jsme žádnou výraznou změnu v hladinách mRNA ani proteinů kódovaných těmito geny při nedostatku železa s výjimkou p21WAF1/CIP1. Nalezli jsme výrazně zvýšenou hladinu p21 mRNA v citlivých i odolných testovaných myších liniích, ale nenašli jsme žádnou změnu u citlivých a odolných lidských linií. Navíc protein p21WAF1/CIP1 se hromadil v myších citlivých buňkách 38C13 při nedostatku železa, zatímco u ostatních testovaných buněčných linií, včetně citlivé lidské linie Raji nebylo pozorováno žádné hromadění tohoto proteinu. mRNA p21WAF1/CIP1 stejně jako hromadění tohoto proteinu zřejmě není specificky spojeno s vyvoláním apoptózy nedostatkem železa a závisí spíše na dané buněčné linii. V souhrnu lze říci, že nedostatek železa vede alespoň u některých typů buněk apoptózu nezávisle na dráze p53
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0012600