Diabetologie und Stoffwechsel 2007; 2 - V38
DOI: 10.1055/s-2007-982133

TGF-β und 12– Lipoxygenase regulieren die Expression des Glukosetransporters 4 (GLUT4) in Kardiomyozyten

J Swifka 1, S Sasson 2, J Eckel 1
  • 1Deutsches Diabetes Zentrum, Institut für Klinische Biochemie und Pathobiochemie, Düsseldorf, Germany
  • 2Hebrew University, Faculty of Medicine, Jerusalem, Israel

In vorhergehenden Studien konnten wir zeigen, dass Eicosanoide essentiell am kardialen Glukosetransport und der GLUT4 Translokation beteiligt sind. In dieser Studie untersuchten wir die Rolle der Zytokinexpression auf die Regulation des Glukosetransporters 4 (GLUT4) in Kardiomyozyten am Beispiel von TGF-β. Wir etablierten eine effiziente, funktionale Genrepression der 12-Lipoxygenase (12-LO) in H9c2-hIR Zellen. Durch Behandlung mit siRNA lässt sich die 12-LO Expression nach 48h auf 10±4% (p<0,01) auf mRNA Basis bzw. 30±5% (p<0,001) auf Proteinbasis reprimieren. Des weiteren wurde die 12-HETE Synthese, ein spezifisches Eicosanoid Produkt der 12-LO, mittels ELISA bestimmt. Nach siRNA vermittelter Downregulation konnte die HETE Menge signifikant auf 50±5% (p<0,001) und mittels pharmakologischer Inhibition der 12-LO über Baicalein auf 55±15% (p<0,05) reduziert werden. Paralell dazu wurde, nach 12-LO Aktivierung durch TGF-β (144±10%, p<0,05) oder hoher Glukosekonzentration (125±15%, p<0,05), die HETE Synthese signifikant gesteigert. Dennoch konnte TGF-β nach siRNA vermittelter Repression die HETE Produktion nicht wieder steigern (75±5%, p<0,05).

Wurde parallel zum knockdown der 12-LO eine transiente Überexpression von GLUT4 initiiert, so führte dies zu einer signifikanten Steigerung der GLUT4 Proteinmenge auf 420%±70 (p<0,01). Dieser Effekt ist 12-LO spezifisch, da ein knockdown der Akt (90% Effizienz) keinen Einfluss auf die GLUT4 Expression zeigte. Ähnliche Effkete wurden auf mRNA Ebene ermittelt.

In Übereinstimmung mit diesen Daten bewirkte die Inkubation mit TGF-β über Nacht an unbehandelten Zellen und Zellen inkubiert mit nicht kodierender siRNA, eine Repression der GLUT4 Expression. Jedoch hatte eine Behandlung mit TGF- β nach erfolgter 12-LO Genrepression keinen Einfluss auf die GLUT4 Menge.

Schlussfolgerung: Wir konnten zeigen, dass Eicosanoide als Regulatoren der GLUT4 mRNA- und Proteinsynthese in Kardiomyozyten wirken. Wir interpretieren die Downregulation des GLUT4 als Folge des mit Inflammation und Zytokinexpression verbundenen Anstiegs der HETES. Der mit Inflammation verbundene Anstieg der HETES würde somit eine Downregulation von GLUT4 erklären.

(Dieses Projekt wurde von der German Israel Foundation gefördert)