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Perilipin-Induktion und Dynamik der Expression Lipidtropfen-assoziierter Proteine in menschlicher Leberparenchymverfettung und in Steatose-Zellkulturmodellen

Pawella, Lena Maria

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PDF, German
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Abstract

Die hepatozelluläre Steatose ist die häufigste Lebererkrankung in westlichen Industrieländern und geht mit einer erhöhten Inzidenz für Steatohepatitis, Leberzirrhose und hepatozelluläre Karzinome einher. Lipidtropfen-assoziierte Proteine der PAT-Familie (Perilipin, Adipophilin, TIP47 und MLDP) spielen eine maßgebliche Rolle in der Biogenese, Reifung und Degradation von Lipidtropfen. Im Rahmen dieser Dissertation wurde gezeigt, dass Perilipin eine chronische Steatose in vivo und in vitro kennzeichnet und dadurch das Endstadium der Lipidtropfenreifung charakterisiert. In situ in einem Kollektiv von über 30 Leberproben unterschiedlichen Verfettungsgrads wurden die Perilipin- Isoformen A, B und C jeweils zusammen nachgewiesen und über Massenspektrometrie verifiziert; es bestand keine signifikante differentielle Expression der Perilipin-Isoformen. In einem weiteren Kollektiv von über 80 Leberbiopsien von Patienten mit einer akuten bzw. chronischen Leberzellschädigung unterschiedlicher Genese wurden Adipophilin und Perilipin unabhängig von Ätiologie, Geschlecht und Alter bei chronischer Leberparenchymverfettung gebildet. Bei akuter Leberparenchymverfettung wie bei ursprünglich nicht-verfetteten Transplantatlebern wurden TIP47, MLDP und Adipophilin verstärkt gebildet bzw. an Lipidtropfen rekrutiert; nicht jedoch Perilipin. In Übereinstimmung mit in situ Beobachtungen wurden TIP47, MLDP, und Adipophilin, nicht jedoch Perilipin, in hepatozytären Kurzzeitsteatose-Modellen in Kulturzellen der Linien Huh7, HepG2, Hep3B, und PLC unter Verwendung steatogener Substanzen wie BSA-gekoppelter Ölsäure, Cholesterin, LDL, PPARγ-Agonisten, oder bei Hypoxie induziert. Perilipin wurde erst bei Langzeitbehandlung von Zellen von über 10 Tagen, insbesondere mit kombinierter Zugabe von DMSO mit BSA-gekoppelter Ölsäure oder einer Mischung aus PPARγ-Agonisten, Biotin, IBMX und Hormonen wie L-Thyroxin, Insulin, und Dexamethason induziert. Die Lipidtropfenreifung ging mit einer sequentiellen Assoziation der ePAT-Proteine TIP47 und MLDP und der cPAT-Proteine Adipophilin und Perilipin mit Lipidtropfen einher. Neben den Transkriptionsfaktoren PPARα und PPARγ zeigten auch C/EBPβ und SREBP1 zunehmende Proteinmengen in behandelten und unbehandelten Zellen, was auf kombinierte Faktoren für eine Perilipin-Induktion schließen lässt. In Kulturzellen waren für die Induktion von Perilipin eine niedrige Proliferationsrate und ein hoher Differenzierungsgrad der Zellen wichtig. In Kombinationen von Langzeitsteatose-Modellen mit einer Herunterregulation von Adipophilin und / oder TIP47, ersetzte TIP47 fehlendes Adipophilin, MLDP fehlendes TIP47 und Adipophilin sowie Perilipin fehlendes Adipophilin. Die transiente Herunterregulation von Adipophilin oder kombiniert TIP47 und Adipophilin in den Zellkulturen verursachte große Perilipin-positive Lipidtropfen, die durch Lipidtropfenfusion entstanden, wie durch „Live cell imaging“ gezeigt werden konnte. Möglicherweise sind Lipidtropfenfusionen Ausdruck einer verminderten Lipidtropfenstabilität bei Fehlen von PAT-Proteinen, da Kontrollzellen dieses Phänomen nicht zeigten. Zellen mit vermindertem Adipophilin bildeten zwar mehr Perilipin, akkumulierten jedoch trotzdem weniger Triacylglyceride als Zellen mit verminderter TIP47-Menge oder Kontrollzellen. Demzufolge stellt Adipophilin einen entscheidenden Faktor in der intrahepatischen Lipidakkumulation dar. Der Einfluss von Perilipin konnte noch nicht abschließend geklärt werden. Perilipin könnte jedoch sogar einen positiven Einfluss bei Patienten mit metabolischem Syndrom haben, da Perilipin bekanntermaßen über die Langzeitspeicherung von Triacylglyceriden die Lipotoxizität vermindert. Antikörper gegen die PAT-Proteine TIP47, MLDP, Adipophilin und Perilipin sind hilfreiche diagnostische Marker für die Definition nicht nur steatotischer Lebererkrankungen, sondern auch akuter und chronischer Leberschäden. Langfristig sind therapeutische Ansätze, insbesondere mit dem cPAT-Protein Adipophilin denkbar, so wie es im Rahmen dieser Arbeit in Zellkulturmodellen und von anderen Autoren in der Maus gezeigt werden konnte.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Bartenschlager, Prof. Dr. Ralf
Date of thesis defense: 19 June 2013
Date Deposited: 12 Jul 2013 12:22
Date: 2013
Faculties / Institutes: Medizinische Fakultät Heidelberg > Pathologisches Institut
Subjects: 570 Life sciences
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