Die Glyoxalase-I Expression ist in der akuten Cerulein-induzierten Pankreatitis erhöht: ein neuer pathogenetischer Mechanismus?

Hintergrund:

Inflammation durch oxidativen Stress (ROS) ist ein entscheidender Mechanismus bei der Genese der akuten Pankreatitis (AP). Eine wichtige Quelle für ROS stellen Methylglyoxal (MGO) sowie die MGO-induzierte Bildung von advanced glycation endproducts (AGEs) dar. AGEs binden an deren Rezeptor RAGE und aktivieren NF-κB mit folgender Produktion proinflammatorischer Zytokine. MGO wird über das Enzym Glyoxalase-I (Glo-I) detoxifiziert. Die Bedeutung der Glo-I wurde an verschiedenen Modellen der Inflammation belegt, bisher bei der akuten Pankreatitis aber nicht untersucht. Diese Studie analysierte Glo-I im Modell der Cerulein (CN) induzierten AP und sowie den Einfluss von Glo-I Knockdown, -Überexpression und pharmakologischer Modulation.

Methoden:

AP wurde in C57BL/J6 Mäusen durch 10 i.p. Injektionen von 50 µg/kg b.w. CN induziert. Glo-I wurde in explantierten Pankreata via Westernblot (WB), qRT-PCR und Immunhistochemie untersucht. AR42J Zellen wurden mittels Dexamethason differenziert und eine AP in-vitro mittels 100nM CN induziert. AR42J wurden ebenfalls mittels Ethylpyruvat (EP) und BrBzGSHCp2, 2 Glo-I Modulatoren, inkubiert. Knockdown und Überexpression von Glo-I wurde mittels transienter Transfektion mit Glo-I siRNA und pEGFP-N1-Glo-I-Vektor erreicht. Amylasesekretion, TNF-alpha produktion (ELISA), Expression von Glo-I, RAGE und NF-κB (WB) wurden analysiert.

Ergebnisse:

Glo-I Expression war signifikant auf Protein- und mRNA-Ebene in Mäusen mit CN-Behandlung erhöht. In AR42J führte die Behandlung mit EP und BrBzGSHCp2 zur signifikanten Reduktion der CN-induzierten Amylasesekretion. Die CN-induzierte Expression von NF-κB wurden durch BrBzGSHCp2 aber nicht EP reduziert. Die Überexpression von Glo-I resultierte in einer signifikanten Reduktion der CN-induzierten Amylase-Freisetzung wohingegen der Glo-I Knockdown zum Anstieg der Amylasesekretion führte. Glo-I Knockdown aber nicht Glo-I Überexpression reduzierte die NF-κB Expression via RAGE-Inhibition.

Zusammenfassung:

Glo-I ist überexprimiert im Modell der CN-induzierten AP. Die pharmakologische Modulation und Überexpression von Glo-I reduziert die Amylasesekretion in AP in-vitro. Die Glo-I könnte einen innovativen Therapieansatz bei der AP für zukünftige in-vivo Studien darstellen.