Z Gastroenterol 2009; 47 - P069
DOI: 10.1055/s-0029-1241320

HDAC-Inhibitoren Butyrat und Sulforaphane induzieren die Expression von humanem beta-Defensin-2 in Darmepithelzellen

SM Loitsch 1, M Schwab 1, O Schröder 2, J Stein 1, 3
  • 1Unversität Frankfurt, Institut für Pharmazeutische Chemie, Frankfurt, Germany
  • 2Universitätsklinik Frankurt, Medizinische Klinik 1, Frankfurt, Germany
  • 3Katharina Kasper Kliniken, Medizinische Klinik, Frankfurt, Germany

Einleitung: Defensine, kationische Peptide von 3–5 kDa, sind als Teil der antimikrobiellen Darmbarriere ein wichtiger Bestandteil des unspezifischen Immunsystems. Eine verminderte Bildung von humanem beta-Defensin-2 (HBD-2) scheint wesentlich zu der Pathogenese von Morbus Crohn beizutragen. Butyrat und Sulforaphan (SFN) sind natürlich vorkommende Histondeazetylase-Inhibitoren (HDAC-Inhibitoren) die immunmodulierende Eigenschaften besitzen. Ziel der Untersuchungen war die Klärung der Frage, ob Butyrat und Sulforaphan die Expression von HBD-2 in Darmepithelzelllinien induzieren können, mit dem Ziel, die Barrierefunktion des Darmepithels wieder herzustellen.

Methodik: Die Zelllinien HT-29, Caco-2 und SW480 wurden mit SFN (1–20µm), Butyrat (1–5mm), dem VDR-Inhibitor ZK191732 (10µM), dem ERK1/2-Inhibitor PD98059 (40µm) und dem p38 MAPK-Inhibitor SB203580 (20µm) behandelt. HT-29 Zellen wurden mit pCDNA3PPARgamma-domneg halbstabil transfiziert. Die Proteinexpression von HBD-2, PPAR gamma, VDR, ERK1/2 und p38 MAPK wurde mittels Westernblot überprüft. Die mRNA-Expression von HBD-2 wurde mit einer quantitativen RT-PCR bestimmt.

Ergebnisse: SFN und Butyrat induzierten die HBD-2 Proteinexpression in den Zellinien HT-29, Caco-2 und SW480 dosis- und zeitabhängig (SFN 48h: 204%; Butyrat 48h: 261%, p<0,001). Diese Induktion wurde durch den Vitamin D-Rezeptor VDR vermittelt. SFN induzierte die VDR-Proteinexpression nach 24h (p<0,001) und der VDR-Inhibitor ZK191732 hemmte die SFN-induzierte HBD-2 mRNA-Expression (-70% nach 24h; p<0,001), Neben dem VDR ist auch ERK1/2 an der Signaltransduktion beteiligt. SFN induzierte die Phosphorylierung von ERK1/2 (p<0,001 nach 8h) und PD98059 führte zu einer Hemmung der SFN-induzierten mRNA-Expression von HBD-2 (p<0,001 nach 24h). Der p38 MAPK-Inhibitor SB203580 und die dominant-negative PPAR gamma-Mutante hatten keinen Einfluss auf die mRNA-Expression von HBD-2.

Diskussion: Die HDAC-Inhibitoren SFN und Butyrat induzieren die HBD-2 Protein- und mRNA-Expression. An der Signaltransduktion sind der Vitamin D-Rezeptor und ERK1/2 beteiligt. Die Daten legen nahe, dass HDAC-Inhibitoren die Barrierefunktion des Darmepithels bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen wiederherstellen können.