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Hepatic lipid deposition and inflammation represent risk factors for hepatocellular carcinoma (HCC). The mRNA-binding protein tristetraprolin (TTP, gene name ZFP36) has been suggested as a tumor suppressor in several malignancies, but it increases insulin resistance. The aim of this study was to elucidate the role of TTP in hepatocarcinogenesis and HCC progression. Employing liver-specific TTP-knockout (lsTtp-KO) mice in the diethylnitrosamine (DEN) hepatocarcinogenesis model, we observed a significantly reduced tumor burden compared to wild-type animals. Upon short-term DEN treatment, modelling early inflammatory processes in hepatocarcinogenesis, lsTtp-KO mice exhibited a reduced monocyte/macrophage ratio as compared to wild-type mice. While short-term DEN strongly induced an abundance of saturated and poly-unsaturated hepatic fatty acids, lsTtp-KO mice did not show these changes. These findings suggested anti-carcinogenic actions of TTP deletion due to effects on inflammation and metabolism. Interestingly, though, investigating effects of TTP on different hallmarks of cancer suggested tumor-suppressing actions: TTP inhibited proliferation, attenuated migration, and slightly increased chemosensitivity. In line with a tumor-suppressing activity, we observed a reduced expression of several oncogenes in TTP-overexpressing cells. Accordingly, ZFP36 expression was downregulated in tumor tissues in three large human data sets. Taken together, this study suggests that hepatocytic TTP promotes hepatocarcinogenesis, while it shows tumor-suppressive actions during hepatic tumor progression.
Aim of the study: Hepatocyte transplantation has been discussed as an alternative to liver transplantation in selected cases of acute and chronic liver failure and metabolic diseases. Immediately after infusion of hepatocytes, hypoxia-related cell injury is inevitable. N-acetylcysteine (NAC) has been suggested to attenuate hypoxic damage. This study’s objective was to evaluate NAC’s protective effect in a model of hypoxia-related hepatocyte injury.
Material and methods: HepG2 cells were used as a model for hepatocytes and were cultured under standardized hypoxia or normoxia for 24 hours with or without NAC. Growth kinetics were monitored using trypan blue staining. The activation of apoptotic pathways was measured using quantitative real-time PCR for Bcl-2/Bax and p53. The proportions of vital, apoptotic and necrotic cells were verified by fluorescence activated cell sorting using annexin V-labelling. The expression of hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) was measured indirectly using its downstream target vascular endothelial growth factor A (VEGF-A).
Results: After NAC, cell proliferation increased under both hypoxia and normoxia by 528% and 320% (p < 0.05), while VEGF-A expression decreased under normoxia by 67% and 37% (p < 0.05). Compared to cells treated without NAC under hypoxia, the Bcl-2/Bax ratio increased significantly in cells treated with NAC. This finding was confirmed by an increased number of vital cells in FACS analysis.
Conclusions: NAC protects hepatocytes from hypoxic injury and ultimately activates anti-apoptotic pathways.
Das Hormon Erythropoetin (EPO) ist ein hitzestabiles Glykoprotein, welches als wesentlicher Wachstumsfaktor an der Erythropoese beteiligt ist. EPO wird sauerstoffabhängig in Leber und Niere synthetisiert. Da EPO in Zellen nicht gespeichert wird, ist seine Sekretionsrate durch die Syntheserate bestimmt. Unter Hypoxie wird über einen hypoxieinduzierbaren Faktor (HIF-1) die Transkription des EPO-Gens angeregt. Mycophenolat Mofetil (MMF) wird erfolgreich bei transplantierten Patienten als Immunsuppressivum eingesetzt. MMF ist ein nichtkompetitiver, reversibler Hemmer der Inosinmonophosphatdehydrogenase (IMPDH), die essentiell für die de novo Purinsynthese in Lymphozyten ist. MMF soll selektiv antiproliferativ auf Lymphozyten wirken, ohne einen unspezifischen knochenmarkdepressiven Effekt zu haben. Trotzdem wurden bei bis zu 15% der nierentransplantierten und nahezu der Hälfte aller herztransplantierten Patienten unter immunsuppressiver Therapie mit MMF Anämien beschrieben. Die Genese dieser Anämien ist noch unklar und könnte durch eine reduzierte EPO-Produktion unter MMF bedingt sein. In dieser Untersuchung wird deshalb der Effekt von MMF auf die EPO-Freisetzung aus HepG2-Zellen in vitro analysiert. HepG2 und Hep3B Zellen sind ein etabliertes Zellkulturmodell zur Untersuchung der Regulierung hypoxieabhängiger EPO-Sekretion. MMF vermindert zeit- und konzentrationsabhängig die mittels ELISA gemessene EPO-Konzentration im Zellüberstand von HepG2-Zellen – im Mittel etwa auf die Hälfte des Ausgangswertes (p < 0, 001). Dieser Effekt ist signifikant ab einer Konzentration von 0,1 µM MMF und maximal bei 5 µM MMF. Eine signifikante Inhibition der EPO-Sekretion war erst nach 48stündiger Inkubation mit MMF nachweisbar. Unspezifische Effekte auf Proliferation und Proteinsynthese sowie zytotoxische Effekte wurden mittels verschiedener unabhängiger Methoden weitgehend ausgeschlossen. Der Effekt von MMF auf die EPO-Sekretion konnte durch Zugabe von Guanosin aufgehoben werden, was für eine kausale Rolle der IMPDH in diesem Zusammenhang spricht. Analog zu der sezernierten EPO-Menge verminderte sich auch die Menge der gebildeten EPO-mRNA unter MMF. Zudem ist die Aktivität von HIF-1 unter MMF gemindert. Im Gegensatz zu MMF zeigen andere Immunsuppressiva wie der Purinsynthesehemmer Azathioprin und die Calcineurininhibitoren Cyclosporin A und Tacrolimus keinen spezifischen Effekt auf die EPO-Freisetzung von HepG2-Zellen. Die Ergebnisse weisen darauf hin, daß die Minderung der EPO-Sekretion im Zellkulturmodell ein Erklärungsansatz für die beobachteten Anämien unter MMF sein könnte. Eine Therapie der Anämie mittels EPO-Substitution erscheint daher sinnvoll.