Einfluss von Zytokeratin 8 und 18 auf Apoptose und Autophagie in humanen Hepatomzellen Huh7

Zytokeratin 8 und 18 (CK8/18) sind Epithelzell-spezifische Intermediärfilament-Proteine, die auch in Hepatozyten exprimiert werden. Sie dienen der Zelle als Schutz vor mechanischer Belastung und vor Zellschädigung, die zum Zelltod (Apoptose) führen kann. Insbesondere wiesen mehrere Studien auf eine Rolle von CK8/18 bei Apoptose und Autophagie hin.

In dieser Studie wurden CK8-, CK18- und CK8/18-Doppel-Knockout-Mutanten in der humanen Hepatom-Zelllinie Huh7 unter Verwendung des CRISPR/CAS9-Systems hergestellt. Gewöhnlich wird bei Abwesenheit eines Zytokeratins der Zytokeratinpartner schnell degradiert. CK8- und CK18-Knockout-Mutanten exprimieren jedoch ein normales Level des jeweils anderen Zytokeratins, CK18 bzw. CK8. Diese einzigartige Eigenschaft von Huh7-Zellen ermöglicht die Aufklärung der individuellen Funktion von CK8 und 18 in verschiedenen Prozessen.

Wir untersuchten einen Einfluss von CK8 und CK18 Knockouts auf Apoptose und Autophagie. Alle drei Mutanten zeigten unterschiedliche Grade der Erhöhung der Sensitivität gegenüber Apoptose, die sowohl durch extrinsische (TNF alpha) als auch intrinsische (Cisplatin, Doxorubicin, Etoposid, Staurosporin) Faktoren im Vergleich zu Huh7-Zellen initiiert wurde. Die Inhibition/Induktion der Autophagie durch Chloroquin/Rapamycin zeigte, dass die Autophagie in CK8/18-defizienten Zellen weniger effektiv induziert, aber viel stärker inhibiert werden konnte. Darüber hinaus wies der CK8-Knockout-Mutant eine höhere basale Autophagie auf, und einzelne CK18-Knockouts zeigten eine höhere Empfindlichkeit gegenüber Autophagie regulierenden Agentien.

Zusammengefasst haben CK8 und 18 eine modulierende Funktion in Bezug auf Apoptose und Autophagie und könnten daher als neue therapeutische Zielmoleküle in der Chemotherapie verwendet werden.