Systemic iron homeostasis is maintained by regulation of iron absorption in the duodenum, iron recycling from erythrocytes, and iron mobilization from the liver and is controlled by the hepatic hormone hepcidin. Hepcidin expression is induced via the bone morphogenetic protein (BMP) signaling pathway that preferentially uses two type I (ALK2 and ALK3) and two type II (ActRIIA and BMPR2) BMP receptors. Hemojuvelin (HJV), HFE, and transferrin receptor-2 (TfR2) facilitate this process presumably by forming a plasma membrane complex with BMP receptors. Matriptase-2 (MT2) is a protease and key suppressor of hepatic hepcidin expression and cleaves HJV. Previous studies have therefore suggested that MT2 exerts its inhibitory effect by inactivating HJV. Here, we report that MT2 suppresses hepcidin expression independently of HJV. In Hjv(-/-) mice, increased expression of exogenous MT2 in the liver significantly reduced hepcidin expression similarly as observed in wild-type mice. Exogenous MT2 could fully correct abnormally high hepcidin expression and iron deficiency in MT2(-/-) mice. In contrast to MT2, increased Hjv expression caused no significant changes in wild-type mice, suggesting that Hjv is not a limiting factor for hepcidin expression. Further studies revealed that MT2 cleaves ALK2, ALK3, ActRIIA, Bmpr2, Hfe, and, to a lesser extent, Hjv and Tfr2. MT2-mediated Tfr2 cleavage was also observed in HepG2 cells endogenously expressing MT2 and TfR2. Moreover, iron-loaded transferrin blocked MT2-mediated Tfr2 cleavage, providing further insights into the mechanism of Tfr2's regulation by transferrin. Together, these observations indicate that MT2 suppresses hepcidin expression by cleaving multiple components of the hepcidin induction pathway.

L’érythropoïèse est le processus de différentiation d’un progéniteur érythroïde multipotent en globules rouges. La différentiation érythroïde est essentiellement contrôlée par le récepteur à l’érythropoïétine (EPOR). Nous avons montré que le récepteur à la transferrine de type 2 (TFR2) est un membre important du complexe formé par l’EPOR. Le TFR2 présente, comme l’EPOR une expression restreinte qui dépend du type cellulaire. Ainsi son expression n’a pu être détectée que dans le foie, l’érythron et l’intestin grêle. Le rôle du TFR2 a été exploré dans les hépatocytes et il a été montré qu’il joue le rôle d’un senseur de fer dans cette lignée et de ce fait contribue à l’homéostasie du fer. Nous avons déterminé le rôle du TFR2 dans les érythroblastes et montré que TFR2 est une protéine escorte de l’EPOR qui contribue à l’érythropoïèse in vitro et in vivo. De plus, nos travaux montrent que le TFR2 est requis pour la production de GDF15 (Growth Differentiation Factor 15) dans les érythroblastes. D’autre part nous avons démontré que la production de GDF15 est augmentée par l’EPO, la déplétion intracellulaire en fer et l’activité transactivatrice de P53. L’inhibition de l’expression de P53, réalisée au cours de l’étude de son rôle dans la production de GDF15, a révélé son implication dans l’érythropoïèse normale. Nous avons mis en évidence l’existence de plusieurs formes du TFR2. Deux d’entre elles résultent de l’utilisation de sites distincts d’initiation de la traduction. Ces deux isoformes sont régulée différemment au cours de la maturation des érythroblastes. La troisième isoforme, appelée TFR2 soluble (sTFR2), est relargée dans le plasma suite au clivage du TFR2. Nous avons montré que la production du sTFR2 est inhibée en présence du ligand de TFR2, la transferrine saturée en fer (holoTF) alors que le TFR2 est stabilisé dans ces mêmes conditions. Les rôles spécifiques des trois formes du TFR2 doivent encore être élucidés. / Erythropoiesis is the differentiation process of a multipotent erythroid progenitor into red blood cells. Erythroid differentiation is primarily controlled by the erythropoietin receptor (EPOR). We showed that the Transferrin receptor 2 (TFR2) is an important member of the EPOR complex. TFR2 has like EPOR a lineage-restricted expression and can solely be detected in the liver, erythron and small intestine. TFR2 function has been explored in hepatocytes where it plays the role of an iron sensor and contributes to iron homeostasis. We determined the role of TFR2 in erythroblasts and showed that TFR2 is an escort protein for EPOR that contributes to optimal erythropoiesis in vitro and in vivo. Moreover we evidenced that TFR2 is absolutely required for the production of Growth differentiation factor 15 (GDF15) in erythroblasts. We further demonstrated that GDF15 production is increased by EPO levels, by intracellular iron depletion as well as by P53 trans-activation activity. The inhibition of P53 expression, realized for the study of its role in GDF15 production, revealed its implication in normal erythropoiesis. We evidenced that TFR2 is expressed under several forms, two of which result from the utilization of distinct translational initiation sites. These two isoforms are differently regulated during erythroid maturation. The third form called soluble TFR2 (sTFR2) is released in the plasma after TFR2 cleavage. We showed that sTFR2 production is inhibited in the presence of TFR2 ligand, iron loaded transferrin (holoTF) whereas cell surface TFR2 expression is stabilized by holoTF. The specific roles of the three forms of TFR2 expressed by erythroblasts remain to be elucidated.