Iron regulatory protein 1 is not an early target of cadmium toxicity in mice, but it is sensitive to cadmium stress in a human epithelial cell line

Author: Moulis Jean-Marc   Rousselet Estelle  

Publisher: NRC Research Press

ISSN: 1208-6002

Source: Biochemistry and Cell Biology, Vol.86, Iss.5, 2008-10, pp. : 416-424

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Abstract

Disruption of iron homeostasis at the levels of intestinal absorption or erythropoiesis contributes to cadmium toxicity. Cellular iron homeostasis in metazoans is maintained by the iron regulatory proteins (IRPs) that regulate the synthesis of proteins involved in the transport, use, and storage of iron. The effect of cadmium intoxication on this regulatory system has been investigated in a cellular model of human epithelium. Cadmium exposure of HeLa cells did not activate the IRPs; rather, the amount of these proteins relative to that of housekeeping proteins decreased. Accordingly, the transferrin receptor mRNA level decreased upon cadmium insult. In a more integrated investigation, separate groups of mice had free access to different doses of cadmium in drinking water for 3 weeks. Cadmium accumulated in all analyzed organs, but its concentration in mouse tissues did not correlate with changes of the activity of the IRPs. The intoxicated mice did not show any sign of anemia, indicating that iron homeostasis was not immediately disrupted after the onset of cadmium accumulation. These data establish that cadmium destabilizes IRPs in mammalian cells, but that iron imbalance is not an early event of cadmium intoxication.Le dérèglement de l’homéostasie du fer au niveau de l’absorption intestinale ou de l’érythropoïèse participe à la toxicité du cadmium. L’homéostasie cellulaire du fer chez les métazoaires est assurée par les protéines de régulation du fer qui gèrent la synthèse de protéines impliquées dans le transport, l’utilisation et le stockage du fer. Les effets d’une intoxication par le cadmium sur ce système régulateur ont été étudiés dans un modèle cellulaire d’épithélium humain. L’exposition au cadmium de cellules HeLa n’active pas les protéines de régulation du fer, mais c’est leur quantité rapportée à celle de protéines de ménage qui diminue plutôt. En conséquence, l’ARN messager du récepteur de la transferrine décroit lors de l’exposition au cadmium. Dans une approche plus intégrative, des groupes distincts de souris ont eu un accès libre à différentes doses de cadmium dans leur eau de boisson pendant trois semaines. Le cadmium s’est accumulé dans tous les organes analysés, mais sa concentration dans les tissus n’a pas été corrélée avec l’activité des les protéines de régulation du fer. Les souris intoxiquées n’ont pas montré de signes d’anémie, ce qui indique que l’homéostasie du fer n’a pas été immédiatement perturbée dès le début de l’accumulation de cadmium. Ces données établissent que le cadmium déstabilise les les protéines de régulation du fer dans les cellules de mammifères, mais que le déséquilibre en fer n’est pas un évènement précoce de l’intoxication par le cadmium.