Potentiell gesundheitsfördernde Wirkung des Triterpenoids Ursolsäure als putatives Mimetikum einer Kalorienreduktion – Studien in Zellkultur und bei der Maus

• Antragsteller: Professor Dr. Gerald Rimbach
• Fachliche Zuordnung: Ernährungswissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 455444862

Ursolsäure (UA) ist ein phytogenes pentazyklisches Triterpenoid. Eigene Vorarbeiten zeigen, dass UA bei der Fruchtfliege Drosophila melanogaster sowohl Gesundheits- als auch Lebensspanne signifikant verlängert und einer altersbedingten Abnahme der Bewegungsaktivität entgegenwirkt. Dieser Befund ist einhergehend mit einem Anstieg der Spargel (srl) Expression. Spargel stellt ein Ortholog des PGC1 (Peroxisomen Proliferator-aktivierender Rezeptor γ Koaktivator) Gens im Säugetier dar. Es ist bislang noch nicht hinreichend studiert, ob sich die Ergebnisse bei der Fliege auf Säugetiere übertragen lassen. Wir möchten daher der Frage nachgehen, ob eine potentiell gesundheitsfördernde Wirkung von UA auch bei Mäusen besteht und durch PGC1 vermittelt wird. Die gewonnen Erkenntnisse sollen in der alternden Maus der Wirkung einer kalorischen Restriktion (KR) gegenübergestellt werden. Um dies zu prüfen, werden drei (I-III) Strategien verfolgt. Zum einen soll in murinen Muskel- und Leberzelllinien die Expression von Pgc1α durch siRNA silencing bzw. CRISPR-Cas9 ausgeschaltet und nach anschließender Supplementation mit UA die Expression von Pgc1α-Zielgenen untersucht werden. Hierüber kann eine potentielle Pgc1α-vermittelte UA-Wirkung in vitro abgeleitet werden (I). Zweitens wird bei Mäusen mit einem Pgc1α-knock-out nach diätetischer Supplementation mit UA untersucht, inwieweit UA die Expression von Pgc1α Zielgenen in ausgewählten Zielorganen (Muskel, Leber) bzw. primären Myo- und Hepatozyten beeinflusst. UA erhält durch Komplexierung mit γ-Cyclodextrin (γCD) eine erhöhte Bioverfügbarkeit. Mittels dieser Strategie soll eine potentielle Beteiligung von Pgc1α an einer UA-Wirkung in vivo überprüft werden (II). Die Expression von Pgc1α wird durch KR gesteigert, nimmt jedoch im Alter ab. Daher wird drittens bei alternden Mäusen nach ad libitum bzw. restriktiver Gabe einer UA-γCD-angereicherten Diät die Wirkung auf Pgc1α Expression sowie Lebens- und Gesundheitsspanne validiert und einer KR Wirkung gegenübergestellt. Hierbei können potentiell synergistische bzw. additive Mechanismen zu einer KR systematisch dargestellt und geprüft werden, ob UA möglicherweise als KR-Mimetikum angesehen werden kann (III). Bei allen drei Strategien sollen die Aktivitäten von Pgc1α „Downstrem-Targets“ sowie von Schlüsselfaktoren der mitochondrialen Funktion (via Oroboros-Respirometrie) und ausgewählten Effektormolekülen sowie miRNAs abgebildet werden. Validiert und näher charakterisiert werden die UA-bedingten Wirkungen anschließend mittels ChIP Assay, in silico Docking Analysen und Reportergen-Assays. Ergänzend werden bei den in vivo Untersuchungen II und III umfassende Phänotypisierungen der Mäuse (Körperzusammensetzung, indirekte Kalorimetrie, orale Glucosetoleranz, Muskelkraft und freiwillige Laufaktivität) durchgeführt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen