| Hintergrund und Ziele: Gallensäuren gelten zusätzlich zu ihrer zentralen Funktion in der Fettverdauung als systemisch wirkende Signalmoleküle. Sie sind unter anderem an der Regulation zahlreicher physiologischer Prozesse wie dem Glukose-, Aminosäure- und Lipidmetabolismus beteiligt. Die Gallensäurerezeptoren Farnesoid-X-Rezeptor (FXR), der G-Protein-gekoppelte Gallensäurerezeptor (TGR5) und der Sphingosin-1-phosphatrezeptor 2 (S1PR2) werden auch in Nebennieren exprimiert. Ob Gallensäuren direkt auf Nebennierenrindenzellen wirken und die Steroidsynthese regulieren, ist jedoch noch unklar. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen von Cholestase und insbesondere von Gallensäuren auf die Glucocorticoid-Synthese in den Nebennieren zu untersuchen und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen in adrenocorticalen Zellen aufzuklären.
Methoden: FXR und TGR5 knock-out C57BL/6-Mäuse und Wildtyp Tiere wurden einer Gallengangligatur (common bile duct ligation, CBDL) unterzogen oder mit einer 1% igen Chenodeoxycholsäure (CDCA) Diät gefüttert, um Cholestase zu modellieren. Die humane Nebennierenrindenkarzinomzelllinie H295R wurde mit verschiedenen Gallensäuren inkubiert. Zusätzlich wurden verschiede Signalwege durch spezifische Antagonisten gehemmt. siRNA wurde zur genetischen Hemmung eingesetzt. Einflüsse von Gallensäuren auf die Steroidsynthese wurden durch serologische Tests, Realtime-PCR (RT-PCR) und Western Blotting-Assays bewertet. Die Transaktivierungsaktivität von durch Gallensäuren beeinflussten Transkriptionsfaktoren wurde mittels Luciferase-Aktivitätsassays untersucht.
Ergebnisse: Wir fanden, dass sowohl CBDL Tiere als auch mit CDCA gefütterte Mäuse signifikant erhöhte Spiegel von Corticosteron (das Hauptglucocorticoid der Maus, dem menschlichen Cortisol entsprechend) aufwiesen. Dieses Ergebnis war unabhängig von FXR und TGR5. Ebenso wurde die mRNA- und Proteinexpression der meisten Enzyme der Steroidsynthese unabhängig von diesen beiden Rezeptoren durch Cholestase und Gallensäuren gesteigert .Die Genexpression von Proteinen, die im Transport und der Neusynthese von Cholesterin in der Nebenniere involviert sind, war nach CBDL und CDCA Fütterung erhöht, während die Cholesterylester-Konzentrationen in den Nebennieren dieser Mäusen abnahmen. In Zellkultur-Assays konnte die Cortisolsekretion von H295R-Zellen durch Taurin-konjugierte CDCA (TCDCA) gesteigert werden. Die mRNA- und Proteinexpression von Enzymen der Steroidsynthese war nach CBDL und TCDCA-Behandlung ebenfalls erhöht. FXR- und TGR5-Agonisten konnten die Cortisolproduktion in H295R-Zellen nicht aktivieren. TCDCA steigerte die Phosphorylierung von ERK in H295R-Zellen und die Hemmung von ERK reduzierte die Steroidproduktion. JTE-013, ein spezifischer S1PR2 Inhibitor, konnte die durch TCDCA verursachte Phosphorylierung von ERK, die Cortisolsekretion und die Überexpression der Enzyme der Steroidsynthese in H295R-Zellen aufheben. In ähnlicher Weise inhibierte S1PR2 siRNA die Phosphorylierung von ERK und führte zu einer verringerten Cortisolsekretion in H295R-Zellen. Luciferase Assays zeigten eine gesteigerte transkriptionelle Aktivität des Steroidogenic Factor-1 (SF-1) nach TCDCA-Behandlung in H295R-Zellen. Die Zugabe eines inversen SF-1-Agonisten verringerte die durch TCDCA gesteigerte Cortisol Produktion. SF-1 Protein wurde durch pharmakologische Hemmung von S1PR2 und der ERK-Phosphorylierung in H295R-Zellen verringert.
Schlussfolgerungen: Unsere experimentellen Ergebnisse in vivo und in vitro zeigen, dass supraphysiologische Konzentrationen von Gallensäuren die Steroidsynthese in adrenocortikalen Zellen über einen S1PR2-ERK-SF-1-Signalweg direkt stimulieren können. Diese Erkenntnisse könnten helfen, die Mechanismen von Begleiterscheinungen von Lebererkrankungen und Cholestase wie das Hepatoadrenale Syndrom und Osteoporose, zu verstehen.
|
