Transforming Growth Factor (TGF)-β potenziert die schädigende Wirkung von Ethanol auf Hepatozyten: zwei interagierende Signalwege, die zu Apoptose und Fibrose in der Leber führen

Im Serum von Patienten mit Alkohol-bedingtem Leberschaden finden sich erhöhte Mengen des pro-fibrogenen Zytokins TGF-β und der TGF-β Signalweg ist in fibrotischen Arealen der Leber aktiviert. Ziel dieser Studie war es eine mögliche Interaktion aufzudecken, zwischen den Signalwegen die durch Ethanol bzw. TGF-β in primären Hepatozyten (HC) aktiviert werden. Ethanol und/oder TGF-β Zielgene in HC wurden mittels DNA Microarrays, PCR oder in Westernblots untersucht. Eine Zellschädigung wurde mit LDH-assays, Apoptose/Nekrose mit einem quantitativen ELISA und Caspase-Westernblots untersucht. Zur Analyse der Aktivierung von MAPK Signalwegen wurde ein spezifischer Protein Macroarray durchgeführt. Sowohl Ethanol als auch TGF-β haben zytotoxische Wirkungen auf HC. Die Stimulation mit beiden Substanzen gleichzeitig führte darüber hinaus zu einer signifikant verstärkten Apoptose, die durch Ethanol alleine gar nicht und durch TGF-β nur in sehr geringem Maße zu beobachten war. Das ebenfalls pro-fibrogen wirkende Zytokin CTGF wurde durch TGF-β induziert, aber nicht durch Ethanol alleine während die Kombination von beiden zu einer Superinduktion führte. Weitere Untersuchungen zeigten dass Ethanol eine verstärkte Synthese des TGF-β-TypII Rezeptors bewirkt und dass hierfür eine Ethanol-mediierte Aktivierung des JNK Signalweges notwendig ist. TGF-β selbst induziert gleichzeitig TGF-β-TypI Rezeptoren so dass es unter Einfluss von Ethanol plus TGF-β zu einer erhöhten Präsenz aller Rezeptoren kommt. Während TGF-β alleine nur zu begrenzter Apoptose von HC führt, wird dies im Zusammenspiel mit Ethanol stark potenziert und es kommt zu einer verstärkten Expression des pro-fibrogenen Mediators CTGF. Der zugrunde liegende zelluläre Mechanismus beinhaltet eine Aktivierung der JNK durch Ethanol. Insgesamt deuten diese Daten auf einen intrazellulären Cross-talk zwischen Ethanol- und TGF-β-aktivierten Signalwegen hin, der höchstwahrscheinlich zu einem verstärkten Leberschaden durch Alkohol beiträgt.