TNF-alpha induziert die Expression von COX-2 über Src-Kinase, den EGF-Rezeptor und p38 Map Kinase

Einleitung: Die Cyclooxygenase-2 (COX-2) ist verantwortlich für die Bildung von Prostaglandinen, die als pathophysiologische Mediatoren an zahlreichen pathologischen Prozessen, wie der Karzinogenese, sowie an akuten und chronischen Entzündungsprozessen beteiligt sind. Bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa ist die COX-2 an der Pathogenese beteiligt und wird im wesentlichen durch das proinflammatorische Zytokin TNF-alpha induziert. Das Ziel dieser Arbeit war die Identifikation von Proteinen, die an dem Signalweg der Induktion von COX-2 durch TNF-alpha beteiligt sind.

Methoden: HT-29-Zellen wurden unter Standardbedingungen behandelt mit TNF-alpha (10ng/ml), dem EGFR-Inhibitor AG1478 (1–5µM), dem Src-Kinase-Inhibitor PP2 (5–20µM) und dem p38 MAP Kinase-Inhibitor SB203580 (1–10µM). Die Expression von COX-2, phosphoryliertem EGFR and p38 MAPK wurden mittels Westernblot bestimmt. Für die Analyse der der COX-2 mRNA Expression wurde eine quantitative RT-PCR eingesetzt.

Ergebnisse: Die Behandlung von HT-29-Zellen mit TNF-alpha führt zu einer signifikanten Induktion der COX-2 mRNA- und Proteinmenge (p<0,001). Der EGFR-Inhibitor AG1478 hemmte sowohl die TNF-abhängige Phosphorylierung von EGFR an pY845 und pY1045, als auch die COX-2 Proteinexpression (-80% nach 9h; p<0,001). Der Src-Kinase-Inhibitor PP2 hemmte sowohl die Phosphorylierung von EGFR, als auch die Proteinexpression von COX-2 (-70% nach 9h; p<0,001). Um die Beteiligung der p38 MAP-Kinase an dem Signalweg zu überprüfen, wurden die Zellen mit TNF-alpha und dem p38-MAPK-Inhibitor SB203580 behandelt. SB203580 führte zu einer signifikanten Reduktion der COX-2 Proteinexpression (p<0,001). Desweiteren hemmten PP2 und AG1478 die Aktivierung der p38 MAPK durch TNF-alpha (jeweils p<0,001). Die Induktion von COX-2 durch TNF-alpha wird somit vermittelt durch die aufeinanderfolgende Aktivierung einer Src-Kinase, dem EGF-Rezeptor und der p38MAP-Kinase.

Diskussion: TNF induziert die Expression der COX-2 in HT-29-Zellen über die sequentielle Aktivierung von Src-Kinase, dem EGF-Rezeptor und der p38MAP Kinase. Mit der Identifikation dieses Signalwegs für entzündliche Prozesse können sich neue Ansatzpunkte für die Therapie chronisch entzündlicher Darmerkrankungen ergeben.