Die kombinierte Akkumulation des Hepatitis-B-Oberflächenantigens (HbsAg) und des mutierten Alpha-1-Antitrypsins fördert die Entwicklung einer chronischen Lebererkrankung

Einleitung: Alpha-1-Antitrypsin (AAT) stellt den wichtigsten Serum-Protease-Inhibitor dar und wird in Hepatozyten produziert. Die häufigste humanrelevante AAT-Mutation wird als PiZ bezeichnet und resultiert in einer Polymerisation und Retention des AAT im Endoplasmatischen Retikulum (ER). Eine Akkumulation des Hepatitis B Oberflächenantigens (HBsAg) wird bei Patienten mit chronischer Hepatitis B beobachtet und führt zur Ausbildung von Milchglashepatozyten.

Ziele: Um die Konsequenzen einer chronischen Proteinüberladung im ER zu erforschen, haben wir die kombinierte Akkumulation von HBsAg und PiZ untersucht.

Methodik: Mäuse mit hepatischer Überexpression von HBsAg und PiZ wurden miteinander gekreuzt. Die Tiere wurden histologisch, molekular und biochemisch untersucht.

Ergebnis: Die HBs-PiZ-Mäuse entwickelten sich normal. Beide Proteine zeigten eigenständige, nicht-überlappende Muster auf. Im Alter von 2 Monaten wiesen die HBs-PiZ-Tiere eine stärkere hepatozelluläre Schädigung (ALT: PiZ-HBs 88, HBs 53, PiZ 32, p < 0,05 jeweils), eine CHOP-Überexpression und eine erhöhte NF-kB-Aktivierung auf. Die beiden letzteren deuten auf eine Aktivierung zellulärer Mechanismen aufgrund von ER-Überladung hin. Erhöhte p62-Spiegel, mTOR-Phosphorylierung und Akkumulation von unlöslichen, ubiquitinierten Proteinen legten eine mangelhafte Beseitigung der Proteinaggregate mittels Autophagie nahe. Bei 10 Monate alten HBs-PiZ-Tieren konnte eine stärker ausgeprägte Leberfibrose sowie ausgeprägtere Dysplasien nachgewiesen werden, die letzteren wurden wahrscheinlich durch verminderte Spiegel des Tumorsuppressorproteins p21 sowie durch höhere Zellproliferation mitbedingt. Im Alter von 14 Monaten zeigten die doppelt transgenen Mäuse eine erhöhte Tumorlast (HBs-PiZ 141, HBs 36, PiZ 3,7 mm², p < 0.05 jeweils). Die HBs-PiZ-Tumore wiesen eine erhöhte Proliferationsrate, verminderte Apoptose-Rate sowie verstärkte DNA-Schädigung auf. Die 16-Gen-Signatur offenbarte zudem einen niedrigeren Differenzierungsgrad der doppelt transgenen Tumore (Herabregulation von Cyp2e1, Aqp9, Apoc4 und C1 s).

Schlussfolgerung: Unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Akkumulation des HBsAg die Entstehung einer PiZ-bedingten Lebererkrankung und insbesondere die Tumorbildung beschleunigt.