Erdmann, Silke:

Der zellspezifische Transkriptionsfaktor HNF4 alpha hemmt die Proliferation und induziert Apoptose in der Beta-Zellinie INS-1

Duisburg-Essen (2005), III, 103 BL.
Dissertation / Fach: Biologie
Fakultät für Biologie
Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen » Zentrum für Medizinische Biotechnologie (ZMB)
Duisburg, Essen, Univ., Diss., 2005
Abstract:
Heterozygote Mutationen des menschlichen HNF4a Genes verursachen MODY, (Maturity Onset Diabetes of the Young) eine autosomal dominant vererbte Form von Diabetes mellitus, die durch eine fehlerhafte Glukose-stimulierte Insulin-Sekretion und einen frühen Ausbruch im jungen Erwachsenenalter charakterisiert ist. Der Mechanismus, mit dem HNF4a zu der Erkrankung führt, ist noch unbekannt und seine bisher bekannten Funktionen bieten keine Erklärung für den verzögerten Ausbruch und den progressiven Verlauf von MODY. Die vorliegende Arbeit zeigt mit zwei unabhängigen Expressionsystemen eine durch HNF4a ausgelöste Hemmung des Wachstums von Insulinoma Zellen der Ratte (INS-1). Neben den bereits besser untersuchten Isoformen HNF4a1/HNF4a2 wurde auch die von dem alternativen Promotor P2 transkribierte Spleißform HNF4a8 analysiert, die in b-Zellen stark exprimiert wird. Unter Verwendung des neuartigen T-REx Flp-In Expressionssystems konnte gezeigt werden, dass die Expression von HNF4a2 und HNF4a8 zu einer Verringerung der Proliferationsrate und zur Induktion von Apoptose in INS-1 Zellen führt, wobei HNF4a8 ein schwächerer Effektor ist. Eine Analyse der Zielgene von HNF4a2 und HNF4a8 mittels Oligonukleotid Microarray zeigt, dass beide Isoformen dieselbe Gruppe von Genen regulieren. Beide Spleißformen zeigen eine statistisch signifikante Überrepresentation von Zielgenen aus dem Bereich des Metabolismus, im Unterschied zu den Faktoren HNF6 und HNF1b, die vorwiegend Gene regulieren, die an Entwicklungsprozessen beteiligt sind. Die Funktion von zwei potentiellen Zielgenen, AIF und KAI1, von denen bekannt ist, dass sie Apoptose auslösen können, wurde durch die Etablierung stabiler INS-1 Zelllinien genauer untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass weder AIF noch KAI1 die antiproliferativen oder apoptotischen Effekte von HNF4a in INS-1 Zellen vermitteln. Aufgrund der vorliegenden Daten spekulieren wir, dass die Funktion von HNF4a als Regulator von Proliferation und Apoptose der b-Zellen ein wichtiges Element bei der Entstehung von MODY ist. Denkbar wäre ein Modell, bei dem ein Ereignis in einer b-Zelle eines MODY-Patienten auch das zweite HNF4a Allel beeinträchtigt und dieser damit einen Wachstumsvorteil gegenüber den noch funktionstüchtigeren heterozygoten Zellen verschafft. Deren abnehmender Anteil würde zu einer progressiven Verschlechterung der Insulin-Sekretion und zu MODY führen.