Transforming Growth Factor (TGF)-beta potenziert die schädigende Wirkung von Ethanol auf Hepatozyten: Zwei interagierende Signalwege die zu Apoptose und Fibrose in der Leber führen

Einleitung: Es ist bekannt, dass sich im Serum von Patienten mit alkoholbedingtem Leberschaden erhöhte Mengen des pro-fibrogenen Zytokins TGF-b befinden. Der TGF-b Signalweg ist in fibrotischen Arealen der Leber aktiviert.

Ziele: In kultivierten Hepatozyten soll eine mögliche Interaktion zwischen den Signalwegen die durch Ethanol bzw TGF-b aktiviert werden aufgedeckt werden.

Methodik: Ethanol und/oder TGF-b Zielgene in Hepatozyten wurden mittels DNA Microarrays, RT- oder real-time PCR und in Westernblots untersucht. Eine generelle Zellschädigung wurde mithilfe eines Lactat Dehydrogenase-assays und Apoptose/Nekrose mit einem quantitativen ELISA und mit Caspase-Westernblots untersucht. Zur Analyse der MAPK Signalwege, die durch Ethanol aktiviert werden wurde ein spezifischer Protein Macroarray durchgeführt.

Ergebnisse: Ethanol und TGF-b haben dosisabhängige zytotoxische Wirkung auf Hepatozyten. Die Stimulation der Zellen mit beiden Substanzen gleichzeitig führte zu einer signifikant verstärkten Apoptose, die durch Ethanol alleine gar nicht und durch TGF-b nur in sehr geringem Ausmass zu beobachten war. Das pro-fibrogen wirkende Zytokin „Connective Tissue Growth Factor“ (CTGF) wurde in seiner Expression durch TGF-b induziert, aber nicht durch Ethanol alleine, während die Kombination von Ethanol plus TGF-b zu einer Superinduktion führte. Weiter wurde gezeigt, dass Ethanol eine verstärkte Synthese des TGFb-TypII Rezeptors bewirkt und dass hierfür eine Ethanol-mediierte Aktivierung des JNK Signalweges notwendig ist. TGF-b selbst induziert gleichzeitig eine verstärkte Expression von TGF-b-TypI Rezeptoren, so dass es unter Einfluss von Ethanol plus TGF-b zu einer erhöhten Präsenz aller Rezeptoren kommt, wodurch höchstwahrscheinlich das intrazelluläre TGF-b-Signal verstärkt wird.

Schlussfolgerungen: Während TGF-b alleine nur zu sehr begrenzter Apoptose führt, wird dies mit Ethanol zusammen stark potenziert.Es kommt zu einer verstärkten Expression von CTGF. Der zugrunde liegende zelluläre Mechanismus beinhaltet eine JNK-abhängige Induktion des TGF-b-TypII Rezeptors durch Ethanol. Diese Daten deuten auf einen intrazellulären Cross-talk zwischen Ethanol- und TGF-b-aktivierten Signalwegen hin, der höchstwahrscheinlich zu einem verstärkten Leberschaden durch Alkohol beiträgt.