TfR1は、イオン輸送と免疫に関連する遺伝子の発現を広範囲に制御している

TfR1 Extensively Regulates the Expression of Genes Associated with Ion Transport and Immunity.

• Nan Huang
• Lei-Lei Zhan
• Yi Cheng
• Xiao-Long Wang
• Ya-Xun Wei
• Qi Wang
• Wen-Jing Li

抄録

TFRC遺伝子によってコードされるトランスフェリン受容体1（TfR1）は、細胞の鉄取り込みのゲートキーパーである。様々な分子機構がTfR1の発現を厳密に制御しており、TfR1の異常発現は様々な疾患と関連している。本研究では、TfR1の制御パターンを明らかにするために、HeLa細胞においてヒトTFRC遺伝子をクローニングし、過剰発現させた。RNA-sequencing（RNA-seq）を用いて、過発現（OE）サンプルと正常対照（NC）サンプルのグローバルなトランスクリプトレベルを解析した。OEとNCの間で、合計1669個の異なる発現を示す遺伝子（DEG）が同定された。遺伝子オントロジー（GO）解析を行い、DEGの機能を調べた。その結果、複数のDEGがイオン輸送や免疫に関連していることがわかった。さらに、イオン輸送と免疫に関連するDEGを基に制御ネットワークを構築し、TFRCがネットワークのノード遺伝子であることを明らかにした。これらの結果から、TfR1の発現が精密に制御されていることは、鉄の恒常性維持に不可欠なだけでなく、イオン輸送や免疫を含む細胞生理にも世界的に重要であることが示唆された。

Transferrin receptor 1 (TfR1), encoded by the TFRC gene, is the gatekeeper of cellular iron uptake for cells. A variety of molecular mechanisms are at work to tightly regulate TfR1 expression, and abnormal TfR1 expression has been associated with various diseases. In the current study, to determine the regulation pattern of TfR1, we cloned and overexpressed the human TFRC gene in HeLa cells. RNA-sequencing (RNA-seq) was used to analyze the global transcript levels in overexpressed (OE) and normal control (NC) samples. A total of 1669 differentially expressed genes (DEGs) were identified between OE and NC. Gene ontology (GO) analysis was carried out to explore the functions of the DEGs. It was found that multiple DEGs were associated with ion transport and immunity. Moreover, the regulatory network was constructed on basis of DEGs associated with ion transport and immunity, highlighting that TFRC was the node gene of the network. These results together suggested that precisely controlled TfR1 expression might be not only essential for iron homeostasis, but also globally important for cell physiology, including ion transport and immunity.