Zeitschrift für Arzneimittelstoffwechsel und Toxikologie
Offener Zugang

Abstrakt

Einfluss von Glutamat auf den Eisenstoffwechsel im Gehirn und den Regulationsmechanismus

Peng Yu, Ming Zhang, Hui Ding, Xiaojing Di, Peng Guan, Shumin Wang, Zhenhua Shi, Dongyun Jiang, Xianglin Duan und Yan-Zhong Chang

Glutamat ist ein erregender Transmitter und kann Neurotoxizität hervorrufen sowie den Eisengehalt im Gehirn erhöhen. Über den detaillierten molekularen Regulierungsmechanismus des Eisenstoffwechsels durch Glu ist jedoch wenig bekannt. Auf Grundlage unserer bisherigen Daten könnten mit dem Eisenstoffwechsel in Zusammenhang stehende Proteine ​​mit dem durch Neurotransmitter induzierten Anstieg des Eisengehalts im Gehirn zusammenhängen. Um die Frage zu untersuchen, wurden zunächst der Eisengehalt, die Aufnahme von nicht-Transferrin-gebundenem Eisen (NTBI) und die Expression von Eisenaufnahme- und Eisenfreisetzungsproteinen in vivo und in vitro mit Eisenhistochemie, induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektroskopie (ICP-MS), 55Fe-Radioflüssigkeits-Szintillationszählung und Western-Blot-Methoden untersucht. Die Daten zeigten, dass Glutamat einen Anstieg des Gesamteisengehalts, des gespeicherten Eisengehalts und der NTBI-Aufnahmeaktivität induzierte. Darüber hinaus war nur der divalente Metalltransporter 1, eines der Eisenaufnahmeproteine, im Rattenhirn und in PC12-Zellen, die mit Glutamat behandelt wurden, erhöht. Weitere Untersuchungen ergaben, dass der nukleäre Faktor βB (NF-βB) und die Proteinkinase C (PKC) an der Regulierung von DMT1 in PC12-Zellen beteiligt waren, die mit Glutamat behandelt wurden. Diese Erkenntnisse zeigen, dass Glutamat den Eisengehalt im Gehirn durch erhöhte NTBI erhöht und dass DMT1 das Schlüsselmolekül ist, das der Regulierung des Eisenstoffwechsels durch Glutamat zugrunde liegt. Darüber hinaus spielen NF-βB und PKC eine wichtige Rolle im Regulierungspfad der DMT1-Expression durch Glutamat. Dies impliziert, dass die Hemmung der Expression von DMT1 und die Unterbrechung seines Regulierungspfads wirksame Strategien zur Abschwächung der Glutamat-Neurotoxizität durch verringerte Eisengehalte sein könnten.