Die proproliferative und antiapoptotische Wirkung des hepatotrophen Wachstumsfaktors Augmenter of liver regeneration (ALR) wird über MEK/ERK und PI3K/AKT vermittelt

Neben den bekannten Wachstumsfaktoren der Leberregeneration wurde mit Augmenter of liver regeneration (ALR) ein weiteres Cytokin einer neuen Substanzklasse der Cytozyme (Cytokin- und Enzymfunktion) beschrieben, dessen Charakterisierung und Wirkungsweise von großer klinischer Relevanz in der Pathophysiologie der Leberregeneration sein könnte. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, die Wirkungsweise von rhALR als Mitogen sowie Survival-Faktor zu untersuchen und damit eine mögliche therapeutische in vivo Applikation zu evaluieren. Primäre humane Leberzellen wurden aus Leberteilresektaten nach den Richtlinien der HTCR Stiftung über einen Mehrschritt-Kollagenaseverdau isoliert, kultiviert und nach einer Hungerphase mit rhALR (7,5; 75, 750 ng/ml) kultiviert. Die Zellproliferation wurde mittels MTT-Assay und Thymidineinbau untersucht. Apoptose wurde durch FACS-Analyse nach Inkubation mit Apoptoseinduktoren (TRAIL, Actinomycin D) gemessen. Der Nachweis einer Phosphorylierung von Schlüsselenzymen in der Signaltransduktion (ERK, AKT, GSK3b) erfolgte teilweise unter Blockierung von upstream in der Signalkaskade lokalisierten Enzymen (PI3K, MEK, EGFRP) mittels Western blots. rhALR steigerte konzentrationsabhängig die Leberzellproliferation in vitro. Nach 2/3 Hepatektomie an der Ratte konnte die Leberregeneration durch die intraperitoneale Gabe von ALR (600ng/kgKG) gemessen an der „liver-body-weight-ratio“ signifikant gesteigert werden. Neben der basalen Apoptose konnte rhALR auch die induzierte Apoptose konzentrationsabhängig und leberspezifisch inhibieren. Sowohl ERK als auch AKT wurden durch rhALR zeit- und konzentrationsabhängig phosphoryliert, wobei sich die Phosphorylierungskinetik von der EGF-Stimulation unterschied. Die AKT- Phosphorylierung war durch Inhibitoren der PI3K (Wortmannin, PD98059) aufgehoben. Durch die Blockierung (AG1478) des MEK/ERK Signaltransduktionsweges erfolgte eine Verstärkung des PI3K Signals. In den vorliegenden Untersuchungen konnte sowohl die in vitro- als auch die in vivo-Wirkung von rekombinantem humanem ALR nachgewiesen werden. Diese ist über die in der Leberregeneration bekannten Signaltransduktionswege PI3K/Akt und MEK/ERK vermittelt.

AKT - Augmenter of Liver regeneration - ERK - Leberregeneration