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01.09.2014 | Article | Ausgabe 9/2014

Diabetologia 9/2014

Fine-tuned iron availability is essential to achieve optimal adipocyte differentiation and mitochondrial biogenesis

Zeitschrift:
Diabetologia > Ausgabe 9/2014
Autoren:
José María Moreno-Navarrete, Francisco Ortega, María Moreno, Wifredo Ricart, José Manuel Fernández-Real
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s00125-014-3298-5) contains peer-reviewed but unedited supplementary material, which is available to authorised users.

Abstract

Aims/hypothesis

Adipose tissue from obese and insulin-resistant individuals showed altered expression of several iron-related genes in a recent study, suggesting that iron might have an important role in adipogenesis. To investigate this possible role, we aimed to characterise the effects of iron on adipocyte differentiation.

Methods

Intracellular iron deficiency was achieved using two independent approaches: deferoxamine administration (20 and 100 μmol/l) and transferrin knockdown (TF KD). The effects of added FeSO4, holo-transferrin and palmitate were studied during human and 3T3-L1 adipocyte differentiation. Finally, the relationship between iron-related and mitochondrial-related genes was investigated in human adipose tissue.

Results

Most adipose tissue iron-related genes were predominantly expressed in adipocytes compared with stromal vascular cells. Of note, transferrin gene and protein expression increased significantly during adipocyte differentiation. Both deferoxamine and TF KD severely blunted adipocyte differentiation in parallel with increased inflammatory mRNAs. These effects were reversed in a dose-dependent manner after iron supplementation. Palmitate administration also led to a state of functional intracellular iron deficiency, with decreased Tf gene expression and iron uptake during adipocyte differentiation, which was reversed with transferrin co-treatment. On the other hand, iron in excess impaired differentiation, but this antiadipogenic effect was less pronounced than under iron chelation. Of interest, expression of several genes involved in mitochondrial biogenesis occurred in parallel with expression of iron-related genes both during adipogenesis and in human adipose tissue.

Conclusions/interpretation

Precise and fine-tuned iron availability is essential to achieve optimal adipocyte differentiation, possibly modulating adipocyte mitochondrial biogenesis.

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