STAT3-Blockade reduziert Freisetzung von pro-inflammatorischen und pro-fibrotischen Mediatoren in Tubuluszellen nach zyklischer Dehnung

Konnatale obstruktive Uropathien sind gekennzeichnet durch eine zytokinvermittelte Entzündungsreaktion und die Entwicklung interstitieller Fibrose. Der ‘Signal Transducer and Activator of Transcription’ (STAT3) ist ein Signaltransduktionsprotein, das die Zellantwort von Zytokinen vermittelt und an der Entwicklung interstitieller Fibrose beteiligt ist. Wir untersuchten die Bedeutung von STAT3 in Tubuluszellen nach biomechanischer Dehnung (Modell für Obstruktion). Methoden: Murine Tubulusepithelzellen (PKSV-PR) wurden in einer Flexercell Strain Unit für 2h, 4h, bzw. 6h zyklisch gedehnt (n=12 Wells pro Zeitpunkt). Als STAT3-Inhibitor wurde der Tyrosinkinasehemmer Tyrphostin verwendet. Anschließend wurde die Expression von STAT3, phospho-STAT3, CCL–2, TIMP1, Cyclin D1 und B1 im Western Blot gemessen. Die Apoptoseraten wurden mittels TUNEL-Assay bestimmt. Im Zellüberstand wurden pro-inflammatorische und profibrotische Zytokine gemessen (ELISA). Ergebnisse: Die Dehnung der Tubuluszellen führte zu einer signifikanten Zunahme der STAT3-Aktivierung (1,8-fach nach 4h im Vgl. zur Kontrolle; p=0.04), einem signifikanten Anstieg der CCL–2-Expression (3,6-fach nach 6h; p=0.011) und einer signifikanten Zunahme von TIMP1 (3,8-fach nach 6h; p<0.001). Tyrphostin reduzierte die STAT3-Aktivierung in gedehnten Tubuluszellen um 60% nach 4h (p=0.003), bzw. um 57% nach 6h (p=0.02); die CCL–2-Expression nahm um 53% nach 2h (p=0.011), bzw. um 76% nach 6h (p=0.009) ab. Die STAT3-Blockade reduzierte TIMP1 um 70% nach 2h (p=0.03), bzw. um 79% nach 6h (p<0.001). Während die Dehnung von Tubuluszellen Cyclin D1 reduzierte (–45,3% nach 4h), führte die STAT3-Blockade zur Zunahme des Zellzyklusproteins (5,3-fach nach 4h und 4,6-fach nach 6h; p<0.001). Zusammenfassend aktiviert die Dehnung von Tubuluszellen STAT3 und setzt pro-inflammatorische und pro-fibrotische Mediatoren frei. Dieser Signalweg wird durch den STAT3-Inhibitor Tyrphostin erfolgreich blockiert, was zu einer neuen Strategie bei obstruktiven Uropathien führen könnte.

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