NF-κB Aktivität und Regulation von Adipokinen in Maus 3T3-L1 Zellen

Einleitung: Adipositas ist gekennzeichnet durch eine chronische niedrig-gradige Inflammation mit erhöhten Plasma-Spiegeln proinflammatorischer Zytokine (z.B. TNF-α, IL-6) sowie Chemokine (z.B. MCP-1, IP-10), welche mit der Entstehung von Insulinresistenz beim Übergewichtigen in Zusammenhang gebracht werden. Es wurde gezeigt, dass diese Zytokine vom Fettgewebe, insbesondere von Adipozyten und Präadipozyten sezerniert werden. Die transkriptionellen Mechanismen, welche diese proinflammatorische Antwort in Präadipozyten und Adipozyten vermitteln, sind jedoch bisher kaum charakterisiert. NF-κB wurde in vielen Zellen als ein zentraler Transkriptionsfaktor identifiziert, der zur Regulation von proinflammatorischen Zytokinen und Chemokinen beiträgt. Über den NF-κB Signalweg in Präadipozyten und Adipozyten ist in diesem Kontext jedoch wenig bekannt. Ziel unsere Arbeit war es, die NF-κB Aktivität sowie die Regulation von Adipokinen, insbesondere MCP-1, IL-6 und IP-10 in 3T3-L1 Präadipozyten und Adipozyten zu untersuchen.

Methodik: Transiente Transfektionen und Luziferase-Assays dienten dazu, die NF-κB Aktivität in Präadipozyten und Adipozyten zu untersuchen. Um NF-κB Aktivität spezifisch an verschiedenen regulatorischen Kontrollpunkten dieses Signalweges zu blockieren, wurden mittels retroviralen Gentransfers dominant negative IκB-α, -β und upstream regulatorische Proteine in 3T3-L1 Zellen überexprimiert. Durch ELISA wurde die basale sowie induzierbare (TNF-α, INFγ, IL-1β) Sekretion verschiedener Adipokine (IL-6, IP-10, MCP-1) untersucht. Die Regulation der endogenen Gene in den stabilen Zellen wurde mittels qRT-PCR, ChIP und EMSA charakterisiert.

Ergebnisse: Transiente Transfektionen zeigten, dass der NF-κB Signalweg in Präadipozyten sowie Adipozyten basal aktiviert ist. Zellen die dominant negative IκB-α oder -β Proteine stabil überexprimieren, inhibieren effizient die basale und die induzierte IL-6, MCP-1 und IP-10-Sekretion in Präadipozyten und Adipozyten. Dabei zeigten sich Unterschiede zwischen Präadipozyten und Adipozyten. Beispielsweise wird IP-10 in Adipozyten deutlich stärker sekretiert. Des Weiteren haben, abhängig vom Stimulus, die verschiedenen NF-κB Inhibitor Proteine eine unterschiedliche Funktion bei der Aktivierung von NF-κB und der Adipokinexpression. Einige der Ergebnisse konnten mit qRT-PCR und ChIP bestätigt werden, wobei weitere Untersuchungen dazu aktuell noch ausstehen.

Schlussfolgerungen: Die vorliegenden Daten zeigen, dass der NF-κB Signalweg eine zentrale Rolle in der Regulation proinflammatorischer Zytokine sowie Chemokine in Präadipozyten und Adipozyten spielt. Verschiedene NF-κB Signalkomponenten übernehmen dabei unterschiedliche Funktionen. Der NF-κB Signalweg bietet damit neue potentielle Ziele für therapeutische Interventionen beim Typ 2 Diabetes.