Adiponectin kann das Sekretom von humanen Fettzellen verändern und reduziert die duch konditioniertes Fettzellmedium vermittelte Proliferation an koronaren glatten Muskelzellen

Fragestellung: Die gesteigerte Fettgewebsmasse bei der Adipositas stellt einen großen Risikofaktor für die Entstehung der Atherosklerose dar. Perivaskuläres Fett ist im Kontext der Adipositas und dem kardiometabolischen Syndrom als Auslöser für Inflammation und Proliferation in der Gefäßwand beschrieben. Adiponectin, ein bekanntes anti-inflammatorisches Adipokin, kann autokrin das Sekretom der Fettzellen verändern, und die Produktion von inflammatorischen Adipokinen reduzieren. Ziel dieser Studie ist es, durch Adiponectin regulierte Fettzellprodukte mittels 2-D-DIGE Multiplexanalyse zu charakterisieren, und seine anti-atherogene Wirkung auf Ebene von koronaren glatten Muskelzellen (SMC) zu bestimmen.

Methodik: Aus subkutanem Fettgewebe von gesunden Patienten wurden Präadipozyten isoliert und in vitro zu Adipozyten differenziert. Fettzell-konditionierte Medien (CM, CM + 10nmol Adiponectin) wurden über 48h gesammelt und die proliferative Wirkung an SMC mittels BrdU Einbau in die DNA bestimmt. Für die 2-D-DIGE Multiplexanalyse wurde das CM mittels Ultrazentrifugation konzentriert und anschließend über einen pH Bereich von 4–7 aufgetrennt. Spezifische Veränderungen innerhalb der komplexen Proteinmuster wurden mithilfe der Proteomweaver-Software analysiert.

Ergebnisse: Das CM bewirkt einen fast dreifachen Anstieg der Proliferation der glatten Muskelzellen (+286%±6%, p<0,001). Durch die Zugabe von Adiponectin kann die Proliferation signifikant reduziert werden (-80%±7%, p<0,05). Zusätzlich erhöht das CM die Expression von ICAM-1 (+90%±19%, p<0,05) ein Effekt der durch Adiponectin wieder aufgehoben wird (-57%±10%). Ein erstes, umfassendes Screening mit dem Kinex^TM Antibody Microarray zeigt, dass der AKT-mTOR-P70S6-Kinase Signalweg und Signalproteine wie Rac1, STAT, FAK und Src eine entscheidende Rolle für diese beobachteten Effekte spielen könnten. Nach der Analyse des CM mittels 2-D-DIGE Multiplexing, können mehr als 1200 Proteinspots zwischen 15 und 150 kDa reproduzierbar detektiert werden. Die Analyse von zwei verschiedenen CMs zeigt, dass Adiponectin 10 Spots signifikant reduziert. Diese sollen in einem nächsten Schritt mittels MALDI-Massenspektrometrie identifiziert werden. Wir konnten bereits einige Fettzellprodukte im CM identifizieren, wie z.B. Proteine der Extrazellulären Matrix, Apolipoproteine und Heat-Shock Proteine.

Schlussfolgerung: Menschliche Fettzellen produzieren eine Reihe von Faktoren, die für die Proliferation glatter Muskelzellen und die gesteigerte Expression von ICAM-1 verantwortlich sind. Adiponectin kann diesen Effekten möglicherweise durch die Veränderung des Adipozytensekretoms entgegenwirken. Diese differenzielle Analyse des konditionierten Mediums stellt eine wichtige Möglichkeit zur Identifizierung neuer pro- und anti-atherogener Faktoren dar.