Z Gastroenterol 2012; 50 - K166
DOI: 10.1055/s-0032-1324101

Die RhoA-Effektorkinase PKN1 vermindert die durch TNF-α induzierte Permeabilitätssteigerung in einem in vitro Modell der intestinalen Barriere

M Gluth 1, C Weber 2, H Mukai 3, D Baumgart 4, J Turner 2, F Theuring 1, A Fischer 1, 4
  • 1Charité Universitätsmedizin Berlin, Institut für Pharmakologie, Berlin, Germany
  • 2University of Chicago, Department of Pathology, Chicago, United States
  • 3Kobe University, Biosignal Research Center, Kobe, Japan
  • 4Charité Universitätsmedizin Berlin, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Hepatologie und Gastroenterologie CVK, Berlin, Germany

Einleitung: Störungen der intestinalen Barrierefunktion stellen einen wichtigen Faktor für die Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen dar. Eine durch TNF-α vermittelte erhöhte Tight Junction Permeabilität spielt hierbei eine wesentliche Rolle. Obgleich Hinweise für eine Bedeutung der kleinen GTPase RhoA bei diesen Prozessen existieren, sind die für die intestinale Barrieredysfunktion verantwortlichen Signalwege bislang nicht vollständig geklärt.

Ziele: Ziel der Arbeit war es, den Einfluss der RhoA-Effektorkinase PKN1 auf die TNF-α-induzierte Barrieredysfunktion zu untersuchen.

Methodik: T-84 und Caco-2 Zellen wurden als in vitro Modelle der intestinalen Barriere auf Transwell-Filtern kultiviert und mit einer Kombination aus TNF-α und Interferon-γ stimuliert. Die Tight Junction Permeabilität wurde durch Messung des transepithelialen Widerstands (TER) sowie durch Bestimmung der Permeabilitäten von Ionen verschiedener Größe untersucht. Eine Inhibierung von PKN1 erfolgte durch Bisindolylmaleimid I und Ro-31–8220 sowie das Inhibitorpeptid PRL. Darüber hinaus wurden Caco-2 Zellen mit konstitutiv aktiven und dominant negativen PKN1-Formen transfiziert. Die Expression und Aktivierung von PKN1, NF-κB p65 und der Myosin-Leichtketten-Kinase (MLC) wurde durch Western Blotting untersucht.

Ergebnis: Die Zytokinstimulation führte zu einem raschen signifikanten Abfall des TER, der von einer PKN1-Aktivierung begleitet wurde. Die Inhibierung von PKN1 sowie die Expression einer dominant negativen PKN1-Mutante resultierten in einer Verstärkung dieses Effekts sowie in einer erhöhten Permeabilität für Ionen größer als 400 pm. Darüber hinaus zeigte sich eine verstärkte Aktivierung der MLC- und NF-κB Signalwege. Umgekehrt führte die Expression einer konstitutiv aktiven PKN1-Form zu einer Abschwächung des TNF-α induzierten Barrieredefekts und der assoziierten Phosphorylierung der MLC sowie der NF-κB p65 Untereinheit.

Schlussfolgerung: Unsere Beobachtungen liefern erste Hinweise für einen protektiven Effekt der RhoA-Effektorkinase PKN1 auf die TNF-α induzierten Barrieredysfunktion. PKN1 abhängige Signalprozesse könnten somit einen Angriffspunkt für neue Therapiestrategien zur Wiederherstellung der Barriere im Rahmen chronisch entzündlicher Darmerkrankungen darstellen.