Die Butyrat-induzierte Spermin/Spermidin-Acetyltransferase (SSAT)-Aktivität wird über den Transkriptionsfaktor PPARγ vermittelt

Einleitung: In früheren Studien konnten wir zeigen, dass der Histondeacetylase-Inhibitor Butyrat die Expression verschiedener Transkriptionsfaktoren induziert (Wächtershäuser A et al., Biochem Biophys Res Commun; 272(2):380–5, 2000). Ziel dieser Versuche war es nun, die Rolle von PPARγ in der Butyrat-induzierten Wachstumshemmung und Differenzierung von Caco-2 Zellen zu ermitteln.

Methoden: Caco-2-Zellen wurden unter Standardbedingungen kultiviert. Die Zellproliferation wurde mittels BrdU-Einbau, die Zellzahl mittel Kristallviolettassay bestimmt. PPARγ-mRNA wurde durch kompetitive Multiplex PCR quantifiziert, PPARγ-Protein mittels Western Blot Analyse. Zur Aktivitätsbestimmung der SSAT wird radioaktiv markiertes Substrat zum Zelllysat gegeben und die Freisetzung von [Acetyl-14C]-Spermidin gemessen. Zur Hemmung der PPARγ-vermittelten Funktionen wurde eine dominant-negative Mutante in Caco-2 Zellen transfiziert.

Ergebnisse: Butyrat [2mM] steigert selektiv die PPARγ-Expression auf mRNA- und Proteinebene, ohne dabei PPARα- oder PPARβ zu beeinflussen. Butyrat führte weiterhin zu einer signifikanten Hemmung von absoluter Zellzahl und Zellproliferation (<0.001) nach 2 Tagen. Dieser Effekt konnte durch die kombinierte Behandlung mit dem PPARγ-Liganden Ciglitazon [50µM] noch verstärkt werden. Zudem steigerte Butyrat [2mM] die SSAT-Aktivität signifikant (<0.05) nach 24h Inkubation. Dieser Versuch wurde auch in den transfizierten PPARγ-Mutanten-Zellen, sowie transfizierten Nullvektor-Zellen als Kontrolle durchgeführt. Während in den Nullvektorzellen die gleichen Effekte wie in den Wildtyp-Caco-2 zu beobachten waren, führte die Butyrat-Behandlung in den PPARγ-Mutanten-Zellen zu einer rückläufigen SSAT-Aktivität.

Schlussfolgerung: Alle bisherigen Studien zeigen erstmals, dass die Butyrat-induzierte Aktivitätssteigerung des Polyamin-abbauenden Enzyms Spermin/Spermidin-Acetyltransferase über die Expressionsteigerung des Transkriptionsfaktors PPARγ vermittelt wird.