| Zelluläre Triglyzerid (TG)-Speicher werden effizient von der Adipose Triglyzerid Lipase (ATGL) abgebaut. Ihr Co-Aktivator „comparative gene identification-58“ (CGI-58) steigert den Abbau von TG durch ATGL in Zellkultur-Experimenten. In Menschen verursacht eine Mutation von CGI-58 das Chanarin-Dorfman-Syndrom, welches zu Ichthyose und zu einer TG Akkumulierung in sämtlichen Geweben führt. Da CGI-58-/- Mäuse kurz nach der Geburt aufgrund eines schweren Hautbarrieredefekts sterben, generierten wir myeloid-spezifische CGI-58-/- (macCGI-58) Mäuse um die Konsequenzen von CGI-58-Defizienz in Makrophagen von Mäusen zu untersuchen. Diese Mäuse sind lebensfähig und weisen keine sichtbaren Veränderungen der Haut auf. CGI-58-/- Makrophagen akkumulieren intrazellulär TG-reiche Lipidtropfen und zeigen eine verringerte Phagozytose-Fähigkeit, welche mit denen von ATGL-/- Makrophagen vergleichbar ist. Im Gegensatz zu ATGL-/- Makrophagen haben CGI-58-/- Makrophagen jedoch intakte Mitochondrien. Außerdem fanden wir keine Anzeichen von mitochondrialer Apoptose oder ER Stress. Ein weiterer bemerkenswerter Unterschied ist auch der M1-Phänotyp, den CGI-58-/- Makrophagen in vitro aufweisen.
Ferner untersuchten wir die Atherosklerose-Suszeptibilität in macCGI-58/ApoE-doppelknockout (DKO) Mäusen. Nach Fütterung einer fett- und cholesterinreichen, zu Atherosklerose-führenden Diät, zeigten DKO- und ApoE-/- Mäuse eine vergleichbare Plaqueentwicklung in der Aortenwurzel. Dementsprechend führte auch ein durch „antisense oligonucleotide“ Behandlung herbeigeführter Knockdown von CGI-58 in „low-density lipoprotein receptor-/-“ Mäusen zu keinem Unterschied der Atherosklerosesuszeptibilität.
Diese Resultate weisen darauf hin, dass sich (trotz vergleichbarer TG Akkumulierung durch ATGL und CGI-58-Defizienz) die Makrophagenfunktion und Atherosklerosesuszeptibilität in diesen zwei Tiermodellen mit gestörter TG Homöostase wesentlich voneinander unterscheiden.
Als Autophagie wird die Fusion von Autophagosomen und Lysosomen bezeichnet um beschädigte Organelle oder falsch gefaltete Proteine abzubauen. Abbauprodukte werden ins Zytosol abgegeben und tragen speziell im Falle eines geringeren Nährstoffangebots zur Energie- und metabolischen Bausteinversorgung bei. Lipophagie bezeichnet den Autophagie-mediierten Abbau von Lipidtropfen durch die lysosomale saure Lipase. Die meisten Organe und Zellen (inklusive Makrophagen), denen die ATGL fehlt, akkumulieren TG, woraus eine geringere intrazelluläre freie Fettsäurekonzentration resultiert. Makrophagen, denen die hormonsensitive Lipase (HSL) fehlt (H0), akkumulieren trotz geringerer in vitro TG Hydrolaseaktivität keine TG. Wir vermuteten, dass Autophagie in lipase-defizienten Makrophagen aktiviert wird um dem Energiedefizit entgegenzuwirken. Um dies heraufzufinden generierten wir ATGL- und HSL-defiziente Mäuse (A0H0). Makrophagen von A0H0-Mäusen zeigten eine um 73% reduzierte neutrale TG Hydrolaseaktivität, die zu einer TG-reichen Lipidtropfen-Akkumulierung führte. Eine erhöhte Cathepsin B Expression, eine Akkumulierung von LC3-II Protein, eine reduzierte Proteinexpression von p62 und ein erhöhtes DQ-BSA Dequenching weisen auf eine intakte Autophagie sowie auf funktionelle Lysosomen in A0H0-Makrophagen hin. Eine deutlich verminderte saure TG Hydrolaseaktivität und ein von der Bafilomycin A1 Behandlung unabhängiger Lipidfluss argumentieren jedoch gegen einen effektiven lysosomalen Abbau von Lipidtropfen in A0H0-Makrophagen. Daraus schließen wir, dass Autophagie von Proteinen und Zellorganellen, aber nicht Autophagie von Lipidtropfen, ein aktiver, kompensatorischer Mechanismus in A0H0-Makrophagen ist um die reduzierte Energieverfügbarkeit zu verhindern oder auszugleichen.
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