Mechanismus der posttranskriptionellen Regulation der Matrixmetalloprotease-9 in glomerulären Mesangiumzellen der Ratte
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die im Rahmen von renalen entzündlichen Erkrankungen auftretenden Fibrosierungen sind eine häufige Ursache eines progredienten Nierenversagens, das in seinem weiteren Verlauf meistens zu einem vollständigen Funktionsverslust der Niere führt. Die der Fibröse zugrundliegende massive Anreicherung der extrazellulären Matrix ist zu einem beträchtlichen Teil auf eine reduzierte Aktivität der matrixabbauenden Enzymsysteme, insbesondere der Marixmetalloproteasen (MMPs) zurückzuführen. Wie wir aus unseren eigenen Vorarbeiten wissen, spielen posttranskriptionelle Mechanismen der MMP Expressionskontrolle hierbei eine wichtige Rolle. In einem ersten Teilprojekt konnte von uns gezeigt werden, dass das bei Entzündungen vermehrt gebildete Gas Stickstoffmonoxid (NO) die Aktivität der im renalen Mesangium dominierenden MMP-9, nicht nur über eine Hemmung der MMP- 9-mRNA Stabilität, sondern gleichzeitig über eine TGFß-abhängige Expressionssteigerung des intrinsischen MMP-9-lnhibitors TIMP-1, blockieren kann. In einem zweiten Projektteil gelang es uns anschliessend, wichtige Prinzipien der Signaltransduktion der HuR Aktivierung zu finden. Hierbei konnten wir erstmalig eine direkte posttranslationale Modifikation des HuR Proteins durch PKCa und PKCS zeigen. In humanen Mesangiumzellen kann eine stimulusabhängige Phosphorylierung des überwiegend im Zellkern lokalisierten HuRs sowohl durch PKCa (aktiviert durch das extrazelluläre Nukleotid ATP) als auch durch PKC6 (aktiviert durch Angiotensin II) beobachtet werden. Funktioneil führt die PKCvermittelte Serinphosphorylierung des HuRs zu dessen Export aus dem Zellkern in das Zytoplasma, was zu einer drastischen Stabilisierung der von HuR-regulierten mRNAs, wie z.B. MMP-9 oder COX-2, führt. Die PKC-abhängige Aktivierung des nukleären-zytoplasmatischen HuR Shuttlings führt zu einem deutlichen Syntheseanstieg vieler wichtiger Entzündungsmediatoren und somit auch zu einer Verstärkung der Entzündung. Eine gezielte Manipulation der HuR-regulierten mRNA Stabilisierung ist eine zukunftsträchtige Therapieoption zur Behandlung von chronischen Entzündungen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- AkoolES, Doller A, Müller R, Gutwein P, Xin C, HuwilerA, Pfeilschifter J. Eberhard* W. Nitric oxide induces TIMP-1 expression by activating the transforming growth factor ß-Smad signaling pathway. J. Biol. Chem. (2005), 280, 39403-39416.
- Doller A., Akool E.S., Müller R., Gutwein P., Kurowski C., Pfeilschifter J., Eberhardt W. Moleular mechanisms of cyclosporin A inhibition of the cytokine-induced matrix metalloprotease-9 in glomerular mesangiai cells, J. Am. Soc. Nephrol. (2007), 18, 581-592.
- Doller A., HuwilerA., Müller R., Radeke H.H. Pfeilschifter J., Eberhardt W. Protein Kinase C cc-dependent phosphorylation of the mRNA-stabilizing factor HuR: implications for posttranscriptional regulation of cyclooxygenase-2. Mol. Biol. Ceil (2007), 18, 2137-2148
- Eberhardt W.. Doller A., Akool E.S., Pfeilschifter J. Modulation of mRNA stability as a novel therapeutic strategy. Pharmacol. Ther. (2007), 114, 56-73, Review
- Eberhardt W.. Pfeilschifter J. Nitric oxide and vascular remodeling: Spotlight on the kidney. Kidney Int. (2007), 72, S9-S16
