Open Access

Ulrike Haas

• Die sekretorischen Phospholipasen A2 (sPLA2) sind eine Familie von Enzymen, die von Glycerophospholipiden spezifisch Fettsäuren abspalten. Bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt wurden im Menschen neun verschiedene sPLA2-Subtypen identifiziert, die in zahlreiche physiologische und pathophysiologische Prozesse involviert sind. So sind sPLA2s in der humanen Epidermis maßgeblich am Aufbau der Permeabilitätsbarriere beteiligt. Darüber hinaus kontrollieren sie die Freisetzung von Arachidonsäure für die Produktion von Eicosanoiden, die sowohl für die Proliferation der Keratinozyten als auch für inflammatorische Prozesse und die Entstehung von Tumoren in der Haut von entscheidender Bedeutung sind. Da bislang weder das detaillierte Expressionsmuster der einzelnen sPLA2-Enzyme noch deren spezifische Funktion in humaner Epidermis bekannt war, wurde in der vorliegenden Arbeit eine umfassende Analyse an Biopsien gesunder und erkrankter humaner Haut durchgeführt. Zusätzlich zum Nachweis der sPLA2-Expression in vivo wurden humane primäre Keratinozyten in vitro verwendet, um die Auswirkungen der Differenzierung der Keratinozyten auf die Expression der verschiedenen sPLA2-Enzyme zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen sowohl in gesunder Haut als auch in primären Keratinozyten eine starke Expression der sPLA2-IB, -IIF und -X in differenzierten Zellen, während die der sPLA2-IID und -V auf proliferierende Zellen beschränkt war. Die sPLA2-IIA hingegen wurde in gesunder Haut vor allem in der äußersten, verhornten Schicht der Epidermis nachgewiesen. Die Analyse der Haut von Patienten mit Psoriasis oder Atopischer Dermatitis, beides Erkrankungen, die mit einer Störung der Permeabilitätsbarriere assoziiert sind, zeigte im Vergleich zu gesunder Haut ein deutlich verändertes Expressionsmuster. So konnte in Biopsien kranker Haut eine verstärkte Expression der sPLA2-IIA und -IID nachgewiesen werden, während die sPLA2-V nicht detektiert werden konnte. Besonders auffallend war das Verteilungsmuster der sPLA2-X, die, im Gegensatz zu gesunder Haut, in der Epidermis erkrankter Haut nicht zu detektieren war. Dagegen konnte hier eine starke Färbung der Dermis nachgewiesen werden. Die Abwesenheit der sPLA2-X in der Epidermis unter entzündlichen Bedingungen könnte durch die Sekretion des Enzyms erklärt werden. So führte die Behandlung von HaCaT-Zellen, die als in vitro Modellsystem dienten, mit Psoriasistypischen TH-1-Zytokinen wie TNF a und IFN g zur Freisetzung der sPLA2-X ins Kulturmedium. Zudem induzierte die exogene Stimulation der Zellen mit rekombinanter sPLA2-X die Synthese des Eicosanoids Prostaglandin E2 (PGE2), das zu Entzündungsreaktionen in der Haut entscheidend beiträgt. Die weitere Analyse des Signaltransduktionsweges zeigte, dass der Effekt der exogenen sPLA2-X sowohl durch den Einsatz des sPLA2-spezifischen Inhibitors Methyl-Indoxam als auch durch die Hemmung der katalytischen Aktivität der zytosolischen PLA2 a (cPLA2 a) blockiert werden konnte. Da zudem Hydrolyse-Produkte der PLA2s, wie freie Fettsäuren und deren Metabolite, endogene Aktivatoren der Transkriptionsfaktoren PeroxisomProliferator-aktivierte Rezeptoren (PPAR) darstellen, wurde auch deren Rolle bei der PGE2-Produktion untersucht. Experimente mit dem PPAR g Antagonisten GW 9662 und dem PPAR g Aktivator Ciglitazon und die Untersuchung des Bindungsverhaltens der PPARs an ihre DNA-Konsensus-Sequenz nach Stimulation mit exogener sPLA2-X zeigten, dass insbesondere PPAR g (PPAR g) an der Signalweiterleitung beteiligt ist. Zudem hatte die Herunterregulation der sPLA2-X mittels RNA-Interferenz die Suppression von differenzierungsassoziierten Proteinen wie Involucrin und PPAR g zur Folge. Die unterschiedliche Lokalisation der untersuchten sPLA2-Enzyme in gesunder und erkrankter Haut lässt darauf schließen, dass die einzelnen Subtypen in der humanen Epidermis unterschiedliche Funktionen wahrnehmen. So ist einerseits die sPLA2-IIA mit inflammatorischen Prozessen der Haut verbunden, andererseits korreliert insbesondere der Verlust der sPLA2-X in der Epidermis mit einer Störung der epidermalen Permeabilitätsbarriere, so dass dieses Enzym offenbar zum Aufbau der Permeabilitätsbarriere beiträgt. Unter entzündlichen Bedingungen kommt es allerdings, induziert durch Zytokine, zur Sekretion der sPLA2-X. In großen, nicht-physiologischen Mengen freigesetzt, ist das Enzym in der Lage, die Synthese von Eicosanoiden wie PGE2 zu steigern, und unterstützt dadurch die Entzündungsreaktionen in der Haut.