Die Bedeutung des YAP-1/CTGF-Signalwegs für die Aktivierung von humanen hepatischen Sternzellen und für die Leberfibrogenese im Menschen

Einleitung Die Leberfibrose tritt als Konsequenz von nicht behandelbaren oder therapierefraktären chronischen Lebererkrankungen auf. Charakterisiert wird diese durch die Anhäufung von extrazellulärer Matrix. Das Fortschreiten der Leberfibrose resultiert in einer Zerstörung der Leberarchitektur und in der Entstehung einer Leberzirrhose. Diese wiederum ist kausal mit potentiell tödlichen Komplikationen, wie dem Auftreten einer portalen Hypertension und der Entwicklung von Hepatozellulären Karzinomen verbunden. Beide stellen weltweit führende Ursachen für ein leberbedingtes Versterben dar. Das ‘yes-associated protein 1’ (YAP-1) ist als Teil der Signalkaskade des Hippo-Signalweges ein potentieller Ansatzpunkt für die Hemmung der Leberfibrose. YAP-1 wird im frühen Stadium der HSCs-Aktivierung induziert und steuert die Expression des ‘connective tissue growth factor’ (CTGF). Der Hippo-Signalweg scheint auch bei der Regulierung der duktulären Reaktion und damit bei der billiären Fibrose eine Rolle zu spielen. Ziel dieser Studie ist es mögliche molekulare Mechanismen des YAP-1/CTGF-Signalweges im Rahmen der Leberfibrose zu untersuchen, um hierdurch translationale Erkenntnisse für die Behandlung der Leberfibrose zu generieren. Schließlich soll hier auch die Bedeutung des YAP-1/CTGF-Signalweges für die primär sklerosierende Cholangitis (PSC), eine nicht behandelbare Lebererkrankung, welche in einer biliären Fibrose und der Entstehung einer Leberzirrhose resultiert, untersucht werden.

Material und Methoden Die Expression von YAP-1, CTGF und α-SMA wurde in menschlichen nicht-fibrotischen Lebern, in Lebern von Patienten mit PSC und in Patienten mit Leberzirrhose immunhistochemisch untersucht. Die mRNA-Expression von YAP-1, CTGF und α-SMA wurde mittels qRT-PCR in normalem Lebergewebe, sowie in fibrotischen und zirrhotischen Lebern untersucht. In vitro wurde die Protein-Expression von YAP-1 und CTGF während des Aktivierungsprozesses in primär humanen HSC untersucht. Die Hemmung des YAP-1/CTGF-Signalweges durch Verteporfin (VP) in LX2 Zellen, welche mit TGF-β aktiviert wurden, wurde mittels Immunoblot untersucht.

Resultate Immunhistochemische Färbungen und qRT-PCR Ergebnisse von menschlichem Lebergewebe zeigten, dass YAP-1 und CTGF in zirrhotischen im Vergleich zu nicht-fibrotischen Lebern signifikant höher exprimiert wird. In PSC Patienten, eine Erkrankung, die zu einer biliären Form der Leberfibrose führt war YAP-1 im Vergleich zu Kontrolllebern ebenfalls signifikant höher exprimiert. Korrelierend hierzu zeigte sich eine höhere Expression des HSC Aktivitätsmarkers α-SMA (siehe [Abb. 1]). In vitro zeigten primär humane HSC einen Anstieg der YAP-1 und CTGF Proteinexpression, welche mit der Aktivierung der Zellen, gemessen anhand der α-SMA Protein-Expression, zeitlich korrelierte. Die TGF-β vermittelten Aktivierung (gemessen an der α-SMA und PDGF-R Protein-Expression) von LX2 Zellen konnte durch VP gehemmt werden.

Schlussfolgerung Der YAP-1/CTGF-Signalübertragung scheint in der humanen Leberfibrose dysreguliert zu sein. Der Anstieg der YAP-1 und CTGF Protein-Expression im Rahmen der Aktivierung von primär humane HSC und die Unterbindung der TGF-β vermittelten α-SMA und PDGF-R Protein-Expression durch VP in LX2 Zellen spricht für eine mechanistische Relevanz dieses Signalweges für Leberfibroseentstehung im Menschen.

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Abb. 1 Expression Von YAP-1 und CTGF in menschlichen Lebergewebe. (A) Immunhistochemishe Färbung von YAP-1, CTGF und α-SMA in humanen Lebergeweben in nicht fibrotischen Kontrolllebern, Lebern von Patienten mit primä sklerosierender Cholangitis (PSC) und Leberzirrhose. Vergrößerung: 10-fach und 40-fach. (B) Quantitative Analyse der gefärbten Bereiche durch Scannen von ganzen Objektträgern. (C) Quantirative Real-time-PCR-Analysen der YAP-1, CTGF und α-SMA-Genexpressionen in humanen Lebern mit unterchiedlichem Fibrosegrades. (n = 5 to 7;*, P < 0.05,**, P < 0.01; Kruskal-Wallis-Test).

Publication History

Article published online:
10 June 2021