Dokument: Untersuchungen zur hydratationsabhängigen Modulation des mTOR-Signalweges in Hepatomzellen

Titel:	Untersuchungen zur hydratationsabhängigen Modulation des mTOR-Signalweges in Hepatomzellen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=7752
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080430-094238-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Richter, Lisa [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,66 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 29.04.2008 / geändert 29.04.2008
Beitragende:	PD Dr. Schliess, Freimut [Gutachter] Prof. Dr. Wunderlich, Frank [Gutachter]
Stichwörter:	mTOR, 4E-BP1, AMPK, Hepatozyten, Hyperosmolarität
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibungen:	Eine Dehydratation der Leberzelle fördert katabole Stoffwechselwege und Insulinresistenz. Zielsetzung dieser Arbeit war es, den Einfluss einer Dehydratation auf die Signaltransduktion via mammalian target of rapamycin (mTOR) und mögliche Konsequenzen für die mTOR-abhängig regulierte Genexpression zu untersuchen. In H4IIE-Rattenhepatomzellen konnte gezeigt werden, dass eine hyperosmotisch herbeigeführte Dehydratation die Phosphorylierung des mTOR-Effektors eukaryotic initiation factor 4E-binding protein (4E-BP) 1 unterdrückt, während Hypoosmolarität eine Zunahme induziert. Der hyperosmotische Effekt wird dabei über eine Abnahme des Zellvolumens ausgelöst. Hyperosmolarität unterdrückt auch die Insulin-induzierte Phosphorylierung des 4E-BP1 und der p70 S6-Kinase, während die Phosphorylierung der von mTOR oberhalb lokalisierten PKB unbeeinflusst blieb. Hyperosmolarität aktiviert die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK), wobei die hyperosmotische Unterdrückung der 4E-BP1-Phosphorylierung durch die AMPK-Aktivatoren 5-Aminoimidazol-4-carboxamid-1--D-ribofurosemid und Metformin imitiert werden kann. Ein Inhibitor der AMPK, Compound C kann dabei die Effekte von Hyperosmo-larität und AMPK-Aktivatoren auf die 4E-BP1-Phosphorylierung aufheben. Auch das Flavonoid Epigallocatechin Gallat (EGCG) verhindert den hyperosmotischen Effekt auf 4E-BP1, was auf eine Inhibition der AMPK zurückgeführt werden konnte, wobei die antioxidative Wirkung von EGCG hierfür nicht bedeutend ist. Hyperosmolarität steigert in H4IIE-Zellen die Expression der mTOR-abhängig transkribierten insulin-like growth factor binding protein (Igfbp) 1 mRNA und unterdrückt die Expression des mTOR-abhängig translatierten Cyclin D1. Während Compound C und EGCG die hyperosmotische Igfpb1 mRNA-Induktion aufheben, waren sie ohne Effekt auf die Repression der Cyclin D1-Expression. Dies spricht dafür, dass neben einer Unterdrückung von mTOR-Signalen weitere Mechanismen an der Modulation mTOR-abhängig exprimierter Gene durch Hyperosmolarität beteiligt sein können. Im Einklang damit zeigt die DNA-Array-basierte Analyse der Genexpressionsprofile hyperosmotisch und mit Rapamycin behandelter humaner Huh7-Hepatomzellen, dass der Unterdrückung von mTOR-Signalen keine globale Bedeutung für die Ausprägung eines dehydratationsbedingten Genexpressionsmusters zukommt. Dehydration of the liver cell encourages catabolic metabolic pathways and insulin resistance. The aim of this study was to investigate the influence of dehydration on the signal transduction via mammalian target of rapamycin (mTOR) and possible consequences for mTOR-dependent regulated gene expression. It could be shown in H4IIE rat hepatom cells that a hyperosmolarity induced dehydration suppresses the phosphorylation of the mTOR effector eukaryotic initiation factor 4E-binding protein (4E-BP) 1 while hypoosmolarity induces an increase. The hyperosmotic effect is triggered by a decrease in cell volume. Hyperosmolarity also suppresses the insulin-induced phosphorylation of the 4E-BP1 and the p70 S6-kinase while phosphorylation of the PKB localized above mTOR remained unaffected. Hyperosmolarity activates the AMP-activated protein kinase (AMPK) whereby the hyperosmotic suppression of the 4E-BP1-phosphorylation can be imitated by the AMPK activators 5-Aminoimidazol-4-carboxamid-1--D-ribofurosemid and Metformin. An AMPK inhibitor, Compound C can abolish the effects of hyperosmolarity and AMPK activators on the 4E-BP1-phosphorylation. Also the Flavonoid Epigallocatechingallate (EGCG) prevents the hyperosmotic effect on 4E-BP1 which could be attributed to an inhibition of AMPK, whereby the antioxidative effect of EGCG is not significant for this. Hyperosmolarity increases the expression in H4IIE cells of the mTOR-dependent transcribed insulin-like growth factor binding protein (Igfbp) 1 mRNA and suppresses the expression of the mTOR-dependent translated Cyclin D1. While Compound C and EGCG abolish the hyperosmotic Igfbp 1 mRNA induction, they are without an effect on the repression of Cyclin D1 expression. This suggests that, in addition to a suppression of mTOR signals, other mechanisms could be involved in the modulation by hyperosmolarity of mTOR-dependent expressed genes. In alignment with this, the DNA array-based analysis of gene expression profiles compares hyperosmotic-exposed human Huh7 hepatom cells with ones treated with Rapamycin and shows that the suppression of mTOR signals does not have global significance for the specification of a dehydration-caused gene expression pattern.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	29.04.2008
Dateien geändert am:	29.04.2008
Promotionsantrag am:	18.03.2008
Datum der Promotion:	24.04.2008