Ontogenic changes in lactoferrin receptor and DMT1 in mouse small intestine: implications for iron absorption during early life

摘要

It has been proposed that lactoferrin receptor (LfR) may be involved in intestinal iron transport during early life. However, it is known that iron homeostasis is regulated by divalent metal transporter 1 (DMT1; Nramp2/DCT1) in the adult small intestine. To address the hypothesis that LfR may play a role as an alternative iron transport pathway during early life, we used immunohistochemistry (IHC) to examine the localization of mouse LfR (mLfR) and DMT1. In addition to studying the localization and abundance of LfR and DMT1 on the apical membrane, intestinal brush-border membrane vesicles (BBMV) were isolated during the first 3 postnatal weeks (postnatal day (PD) 0, 5, 10, and 20). We found that mLfR is expressed in fetal mice as early as gestational days (GD) 13.5, 15.5, and 18.5. A 34 kD band for mLfR was detected at PD 0 through PD 20 in total intestine homogenate. However, mLfR protein did not appear in the BBMV preparations until PD 5 and was highly expressed at PD 10. By IHC, DMT1 protein was minimally observed at PD 0 and PD 5, but by PD 10 DMT1 was predominantly localized in the apical membrane of the maturing intestine. BBMV fractionation revealed 50-120 kD protein bands for DMT1. In these BBMV preparations, the apical-membrane-associated 120kD band for DMT1 increased in abundance with age. However, in the corresponding total homogenates, only the deglycosylated form of DMT1 (50 kD) was identified. These results indicate that DMT1 is mislocalized during late gestation, minimally expressed during early life, and predominantly expressed in its deglycosylated form until PD 20. The immunolocalization and abundant protein expression of mLfR suggest that accrual of iron from Lf may be the principal iron uptake pathway at this age. In conclusion, our findings support the notion that until the development-dependent expression of DMT1 in the intestine is induced, mLfR may serve as an alternative iron uptake pathway.On a proposé que le récepteur de la lactoferrine (RLf) soit impliqué dans le transport intestinal du fer au début de la vie. Cependant, on sait que l'homéostasie du fer est régulée par DMT1 (Nramp2/DCT1) dans le petit intestin de l'adulte. Afin de vérifier l'hypothèse que le RLf puisse jouer un rôle dans le transport alternatif du fer lors de premières étapes de la vie, nous avons utilisé l'immunohistochimie (IHC) pour examiner la localization du RLf et de DMT1 chez la souris. En plus d'étudier la localization et l'abondance du RLf et de DMT1 sur la membrane apicale, des vésicules isolées de la membrane de la bordure en brosse de l'intestin (VMBB) ont été isolées au cours des trois premières semaines post-natales (jour post-natal 0, 5, 10 et 20). Nous avons trouvé que le RLf est exprimé chez la souris fœtale aussi tôt qu'aux jours de gestation 13,5, 15,5 et 18,5. Une bande de 34 kD correspondant au RLf a été détectée du jour post-natal 0 au jour 20, dans des homogénats totaux d'intestins. Cependant, le RLf de la souris n'est apparu dans les VMBB qu'au jour post-natal 5, pour être fortement exprimé au jour 10. Le DMT1 était faiblement détectable par IHC aux jours 0 et 5, mais au jour 10, se localisait de façon prédominante à la membrane apicale de l'intestin en maturation. Le fractionnement des VMBB a révélé la présence de bandes de 50-120 kD correspondant au DMT1. Dans ces préparations, la forme de 120 kD associée à la membrane apicale identifiant le DMT1 était plus abondante en fonction de l'âge. Cependant, dans les homogénats totaux correspondants, seule la forme déglycosylée de DMT1 (50 kD) fut identifiée. Ces résultats indiquent que le DMT1 est mal localisé en fin de gestation, est exprimé de façon minimale au début de la vie et est exprimé de façon prépondérante sous forme déglycosylée jusqu'au jour post-natal 20. L'immunolocalisation et l'expression abondante du RLf de souris suggère que l'accumulation de fer par la Lf soit la principale voie de captation du fer à cet âge. En conclusion, nos résultats appuient la notion que jusqu'à ce que l'expression intestinale du DMT1 soit induite en fonction du développement, le RLf pourrait servir de voie alternative de transport du fer chez la souris.