G-CSF – ein neues Fettsäure-induzierbares Myokin

Fragestellung: Wir haben CSF3, das für G-CSF kodiert, bereits als ein Palmitat-induzierbares Gen in humanen Myotuben beschrieben. Durch Yamada et al. wurden erhöhte G-CSF Plasmawerte nach körperlicher Belastung berichtet, allerdings wurde nicht auf das sezernierende Gewebe eingegangen. Da chronisch erhöhte freie Fettsäuren zu proinflamatorischen Prozessen und Insulinresistenz im Muskel führen können, untersuchen wir hier weitere Stimuli und die Signaltransduktionswege, die zur CSF3-Expression in humanen Myotuben und in der Mausmuskelzelllinie C₂C₁₂ führen.

Methodik: Es wurden in vitro differenzierte primäre humane Myotuben und C₂C₁₂-Zellen mit verschiedenen Fettsäuren und Zytokinen behandelt. In C₂C₁₂ wurden TLR4 und TLR2 durch siRNA herabreguliert. Die CSF3-Expression wurde auf mRNA-Ebene durch RT-PCR untersucht. Sezerniertes G-CSF wurde mittels ELISA bestimmt. Die Proliferation humaner Myoblasten wurde mithilfe eines WST – Tests untersucht.

Ergebnisse: Die stärkste CSF3-Induktion wurde durch die gesättigten Fettsäuren Palmitat und Stearat erreicht (p < 0,05), während die ungesättigten Fettsäuren Oleat, Palmitoleat und Linoleat keinen signifikanten Effekt auf die CSF3-Expression hatten. Verglichen mit anderen durch Fettsäuren induzierten Myokinen wie TNFα (10-fach) und IL6 (2,2-fach) zeigte CSF3 (133-fach) die stärkste Induzierbarkeit durch Palmitat. Die CSF3-Induktion durch Palmitat konnte durch die Koinkubation mit den ungesättigten Fettsäuren Oleat und Linoleat aufgehoben werden, was auf einen protektiven Effekt dieser ungesättigten Fettsäuren hindeutet. Diese Effekte sind auch auf Proteineben sichtbar. Da Palmitat die Expression einer Reihe von Myokinen induziert, haben wir deren Effekt auf die CSF3-Expression untersucht. Nur TNFα-Behandlung führte zur Induktion der CSF3-Expression (12-fach, p < 0,05), während die Behandlung mit IL-6, IL-8, IL-15 und MCP-1 keinen Einfluss auf die CSF3-Expression hatte. Die Hemmung des TNFα-Rezeptors TLR4 in humanen Myotuben und dessen Herabregulation durch siRNA in C₂C₁₂ verhinderten den Palmitat-Effekt auf die CSF3 Expression, während TLR2-Herabregulation keinen Einfluss auf die CSF3-Expression hatte. Hemmung der Stresskinasen JNK, MEK1/2 und p38 wirkten dem Palmitateffekt ebenfalls entgegen. C-GSF-Behandlung humaner Myoblasten über fünf Tage zeigte einen mitogenen Effekt des Proteins (WST, 1,4-fach, p < 0,05).

Schlussfolgerungen: G-CSF ist ein neues durch gesättigte Fettsäuren und TNFα induzierbares Myokin mit potentieller auto-/parakriner Relevanz.