Dokument: Charakterisierung autokriner Mechanismen in der Regulation des Gallensalztransporters BSEP durch pro-inflammatorische Mediatoren wie IL-1β

Titel:	Charakterisierung autokriner Mechanismen in der Regulation des Gallensalztransporters BSEP durch pro-inflammatorische Mediatoren wie IL-1β
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=36785
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20161109-082451-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Missing, Leah [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,98 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 12.01.2016 / geändert 17.01.2016
Beitragende:	Prof. Dr. Bode, Johannes [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter]
Stichwörter:	BSEP pro-inflammatorisch IL-1β
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Leber als zentraler Regulator multipler metabolischer Prozesse ist lebensnotwendig für die ordnungsgemäße systemische Funktion des Organismus. Eine wichtige Funktion der Leber ist die Synthese und der Transport von Gallensäuren für den effektiven Verdau von Nahrungsfetten. Eine Störung dieses Systems führt zur Akkumulation zytotoxischer Gallensäuren wie CDCA und zur Leberschädigung. Ein Transportprotein, welches in der Gallensäuren-Homöostase eine wichtige Rolle spielt, ist die Gallensäuren-Exportpumpe BSEP, deren Expression auf transkriptioneller Ebene insbesondere durch den Transkriptionsfaktor FXR reguliert wird. Im Rahmen der Sepsis kann es zu einer empfindlichen Störung des Gallensäuren-Exports kommen. Eine Reihe von Arbeiten belegen, dass hierfür insbesondere pro-inflammatorische Mediatoren wie IL-1β und TNFα verantwortlich sind. Hierbei wird die Oberflächenexpression von Transportproteinen wie BSEP auf verschiedenen Ebenen durch pro-inflammatorische Zytokine herabreguliert. Dies beinhaltet den Ausbau des Transportproteins aus der kanalikulären Membran, den Abbau desselben sowie auf transkriptioneller Ebene die Hemmung der durch Gallensäuren-induzierte Neusynthese. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der weitergehenden Charakterisierung der molekularen Mechanismen, über die das pro-inflammatorische Zytokin IL-1β die Gallensäuren-induzierte Expression des BSEP Gens hemmt und hierbei insbesondere mit der Frage, inwieweit autokrine Mechanismen involviert sind. Die Ergebnisse der Arbeit belegen, dass für den inhibitorischen Effekt von IL-1β auf die Expression des BSEP Gens die Aktivierung des Chemokinrezeptors CXCR2 essentiell ist. Weiterführende Untersuchungen legen nahe, dass für den inhibitorischen Einfluss von CXCR2 auf die BSEP Expression die CXCR2-vermittelte Zunahme der intrazellulären cAMP-Konzentration relevant ist. Hiermit übereinstimmend führt die Hemmung der Aktivierung von CXCR2 durch einen spezifischen Inhibitor zu einer nahezu vollständigen Aufhebung des inhibitorischen Effekts von IL-1β auf die Gallensäuren-induzierte Expression des BSEP Gens, wie auch zu einer Hemmung der IL-1β-induzierten Zunahme der intrazellulären cAMP-Konzentration. Die Überlegung, dass die durch IL-1β-induzierte, CXCR2-abhängige Zunahme der intrazellulären cAMP-Konzentration für die Hemmung der transkriptionellen Heraufregulation des BSEP Gens relevant ist, wird ferner durch die Tatsache gestützt, dass eine Anhebung der intrazellulären cAMP-Konzentration, durch Hemmung der Phosphodiesterasen, Aktivierung der Adenylylzyklasen oder Verwendung synthetischer cAMP-Analoga, ebenfalls zu einer Aufhebung der Gallensäuren-induzierten Expression des BSEP Gens führt. Dass IL-1β zu einer deutlichen Heraufregulation von CXCR2 Liganden wie CXCL 1, 2 und 5 führt, belegen screening Experimente unter Verwendung von RNA und Protein Arrays, wobei diese deutlich machen, dass murine Hepatozyten in Reaktion auf IL-1β ein breites Spektrum an Chemokinen exprimieren. Die hier vorgelegte Arbeit lässt zusammenfassend folgern, dass die Hemmung der Gallensäuren-induzierten, transkriptionellen Heraufregulation des BSEP Gens durch IL-1β nicht direkt erfolgt, sondern indirekt über autokrine CXCR2- und cAMP-abhängige Regulationsmechanismen. The liver as central regulator of multiple metabolic processes is indispensable for proper systemic function and survival. One important function is the synthesis and transport of bile acids for lipid digestion and adsorption. The malfunction of this machinery leads to accumulation of cytotoxic bile acids such as CDCA and a subsequent severe damage of the liver. Proinflammatory cytokines such as IL-1β and TNFα have been identified as critical factors for the impaired export of bile acids under septic conditions. Surface expression of transport proteins such as BSEP is down regulated due to action of proinflammatory cytokines. The different levels of regulation involve removal of the protein from the canalicular membrane, degradation, and inhibition of bile acid induced gene transcription. The molecular mechanisms, which are responsible for down-regulation of BSEP gene expression by inflammatory factors are incompletely understood. Therefore the present study aimed to further characterize the molecular mechanisms involved in IL-1β mediated down-regulation of bile acid induced BSEP gene expression and the putative involvement of autocrine signaling mechanisms thereby. The results proof chemokine receptor CXCR2 to be essential for IL-1β induced down-regulation of the BSEP gene by increasing intracellular accumulation of cAMP. Matching results were achieved by selective inhibition of CXCR2 resulting in subsequent suspension of the inhibitory effect of IL-1β on bile acid stimulated BSEP gene expression and down-regulation of IL-1β stimulated intracellular cAMP concentration. Assuming IL-1β induced and CXCR2 dependent regulation of intracellular cAMP concentration to be crucial for inhibition of bile acid induced BSEP gene expression, experiments were performed to elevate intracellular cAMP levels and the results supported the inhibitory effect of cAMP on BSEP expression. Screening experiments on RNA and protein levels of primary murine hepatocytes revealed a broad increase in chemokine expression and a distinct up-regulation of ligands for CXCR2 upon exposure to IL-1β. In conclusion the data suggest that the inhibitory effect of IL-1β on bile acid induced BSEP gene expression is transduced indirectly due to cAMP and CXCR2 dependent autocrine signaling mechanisms.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	09.11.2016
Dateien geändert am:	09.11.2016
Promotionsantrag am:	21.05.2015
Datum der Promotion:	08.07.2015