Die Überexpression von mitochondrialem Ferritin verursacht eine zytosolische Eisenverarmung und verändert die zelluläre Eisenhomöostase

Zytosolisches Ferritin sequestriert und speichert Eisen und schützt somit die Zellen vor eisenbedingtem, freies Radikale schädlichen Schaden. Die Funktion des neu entdeckten mitochondrialen Ferritins (MtFt) ist jedoch unbekannt. Um die Rolle von MtFt im zellulären Eisenstoffwechsel zu untersuchen, etablierten wir eine Zelllinie, die stabil Maus-MtFt unter der Kontrolle eines tetracyclin-reaktiven Promotors überexprimiert. Die Überexpression von MtFt führte zu einem dosisabhängigen Eisenmangel im Zytosol, der durch eine erhöhte RNA-Bindungsaktivität von Eisen-regulatorischen Proteinen (IRPs) zusammen mit einem Anstieg der Transferrinrezeptorlevels und einem Rückgang des zytosolischen Ferritins offenbart wurde. Folglich führte die Induktion von MtFt zu einem dramatischen Anstieg der zellulären Eisenaufnahme von Transferrin, von dem der Großteil in MtFt eingebaut wurde. Die Induktion von MtFt verursachte eine Verschiebung von Eisen vom zytosolischen Ferritin zu MtFt. Darüber hinaus war das in MtFt eingefügte Eisen weniger für die Chelatbildung verfügbar als das im zytosolischen Ferritin, und die Expression von MtFt war mit verringerten mitochondrialen und zytosolischen Aconitaseaktivitäten assoziiert, was mit dem Anstieg der IRP-Bindungsaktivität übereinstimmt. Zusammenfassend deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Überexpression von MtFt eine dramatische Veränderung in der intrazellulären Eisenhomöostase verursacht und dass das Umleiten von Eisen zu MtFt wahrscheinlich seine Verfügbarkeit für aktive Eisenproteine einschränkt.