Regulation der Kalzium-abhängigen Chloridsekretion im Darm
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der epidermale Wachstumsfaktor EGFr spielt eine zentrale Rolle für verschiedenste zelluläre Funktionen wie Proliferation, Apoptose und lonentransport. Die Funktion von EGFr, seiner Aktivierung sowie der Signalwege, die von EGFr ausgehen, sind in der intestinalen Entzündung unvollständig verstanden. Bekannt ist, dass das proinflammatorische Zytokin IFN-y sowohl in der experimentellen als auch der humanen Colitis erhöht nachweisbar ist und einen pathogenetischen Faktor darstellt. IFN-y transaktiviert EGFr. Eine prolongierte IFN-y -Inkubation ruft im Zellkulturmodell eine Barrierestörung hervor. Daher war das Ziel meines Forschungsprojektes, ein Zellmodell fuer die chronische Entzündung in intestinalen Epithelzellen zu etablieren und zu untersuchen, wie eine langfristige IFN-y-lnkubation die EGFr Aktivierung und die Signalwege, die von diesem Rezeptor ausgehen, beeinflußt. Funktionell war ich daran interessiert, inwiefern dadurch zelluläre Transportprozesse modifiziert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Expression von EGFr durch Inkubation mit IFN-y signifikant erhöht nachweisbar war, ohne daß es zu einer gesteigerten Aktivierung des Rezeptors kam. Damit einhergehend wurde eine Akzentuierung des PI3-K-Signalweges auf Kosten des MAPK Signalweges beobachtet. Passend zu den Daten aus den Zellkulturexperimenten erbrachten die Untersuchungen in zwei experimentellen Colitismodellen erhöhte EGFr Proteinmengen und eine deutlich reduzierte ERK-Phosphorylierung, was die essentielle Rolle dieser Signalwege für intestinale Erkrankungen unterstreicht. Darüber hinaus zeigte sich, dass nach Inkubation mit IFN-y der hemmende Effekt von EGF auf den Calzium-abhängigen Kaliumausstrom ueber die basolaterale Membran aufgehoben war. Weiterhin stellten wir fest, dass die Barrierestörung intestinaler Epithelzellen nach Inkubation mit IFN-y zumidest partiell durch AMPK vermittelt wird und es zu einer Änderung von TJ-Proteinen kommt. In einem weiteren Projekt konnte gezeigt werden, dass das Morbus Crohn assoziierte Gen PTPN2 ein schützende Funktion für die Aufrechterhaltung der Epithelzellbarriere hat und dass es die IFN-y-induzierten Effekte terminiert. In allen Projekten konnte in zellphysiologischen Untersuchungen neue Einblicke in die Regulation der intestinalen Epithelzellbarriere sowie den Einfluß von Wachstumsfaktoren auf epitheliale Funktionen in der Entzündung gezeigt werden. Dies könnte zukünftig neue Therapieperspektiven eröffnen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- AMP-activated protein kinase mediates the interferon-gamma-induced decrease in intestinal epithelial barrier function. J Biol Chem. 2009 Oct 9;284(41):27952-63
Scharl M, Paul G, Barrett KE, McCole DF
- Protection of Epithelial Barrier Function by the Crohn's Disease Associated Gene Protein Tyrosine Phosphatase N2. Gastroenterology. 2009 Oct 8
Scharl M, Paul G, Weber A, Jung BC, Docherty MJ, Hausmann M, Rogler G, Barrett KE, McCole DF
