Die Dual-Leucine-Zipper-Bearing Kinase trägt zu dem TNF-alpha induzierten Verlust der Beta-Zellmasse und -funktion bei

Fragestellung: Produktion und die Sekretion des proinflammatorischen Cytokins TNF-alpha sind bei der Adipositas erhöht. Durch Aktivierung der c-Jun-N-terminalen Kinase (JNK) führt TNF zu einer inhibitorischen Phosphorylierung des Insulinrezeptors, sodass TNF-alpha eine entscheidende Rolle für die Entwicklung der Insulinresistenz spielt. In der hier präsentierten Studie wurde die Wirkung von TNF-alpha für das Überleben von Beta-Zellen untersucht.

Methodik: MTT-Test, Immuncytochemie mit einem Antikörper gegen fragmentierte Caspase-3, Immunpräzipitation, transiente Transfektionen und Reportergenassays in der Insulin produzierenden Beta-Zelllinie HIT.

Ergebnisse: TNF-alpha verminderte das Überleben der Beta-Zellen um 10%. Das Cytokin induzierte zeit- und konzentrationsabhängig die Fragmentierung der Caspase-3 und damit eine Apoptose. Die enzymatische Aktivität der zellulären, immunpräzipitierten Dual-Leucine-Zipper-Bearing Kinase (DLK) wurde durch TNF-alpha (30ng/ml) 1,5-fach erhöht. Die Apoptose-induzierende Wirkung von TNF-alpha, gemessen als Fragmentierung der Caspase-3, wurde durch die Überexpression der DLK verstärkt und durch die Überexpression einer Kinase-toten DLK Mutante vermindert. TNF-alpha hemmte konzentrationsabhängig spezifisch die durch Membrandepolarisation induzierte Aktivität des Beta-Zellprotektiven Transkriptionsfaktors CREB und seiner DNA-Bindungssequenz, dem CRE. Eine Reduktion der zellulären DLK durch small interference RNA verminderte die TNF-alpha-induzierte Hemmung der CRE-abhängigen Gentranskription von 47% auf 27%. Ein verminderter zellulärer DLK-Gehalt führte ebenfalls zu einer verminderten TNF-alpha-induzierten Phosphorylierung von JNK.

Schlussfolgerung: In Anbetracht der Bedeutung von CREB für die Aufrechterhaltung der Beta-Zellmasse und -funktion lassen unsere Daten vermuten, dass TNF-alpha durch Aktivierung der DLK zu einer Hemmung der transkriptionellen Aktivität von CREB führt. Auf diese Weise könnte TNF-alpha zu einer verstärkten Beta-Zellapoptose und so zu der molekularen Pathogenese von Diabetes mellitus beitragen.