Mögliche Bedeutung des Transkriptionsfaktors (Nrf2) Nuclear factor-E2-related factor 2 in der fetalen Entwicklung

Zielsetzung:

Der Transkriptionsfaktor Nrf2 vermittelt gesteuert über den physiologischen Repressor Keap1 im Rahmen der oxidativen Stressantwort zytoprotektive Effekte. Insbesondere die Rolle von Nrf2 in der Plazenta ist bislang nur unzureichend charakterisiert. Wir untersuchten daher den Einfluss von Nrf2 auf die plazentare und embryonale Entwicklung in Nrf2-Knockout (Nrf2^-/^-)-Mäusen.

Materialien und Methoden:

Analysiert wurden Nrf2-knockout (Nrf2^-/^-) sowie Plazenten von Nrf2⁺/⁺. Die Föten und die Plazenten wurden nach 13,5, 15,5, und 18,5 Tagen post coitum (p.c) entnommen und in Paraffin eingebettet. Die Schnitte wurden gefärbt (mit Periodic Acid Schiff (PAS)) und für stereologische Volumenanalysen verwendet. Weiterhin wurde die Expression folgender essentieller Gene der Plazentaentwicklung untersucht: Nrf2, Hämoxygenase-1, VEGF-A VEGFR1&2, IL-6, IL-1 und TNF-alpha.

Ergebnisse:

Nrf2^-/^- Föten zeigten ein signifikant geringes Wachstum 18,5 Tage p.c (0,706 ± 0,061 g) im Gegensatz zu Nrf2⁺/⁺-Föten (0,9539 ± 0,031 g). Eine signifikante Reduktion sowohl des Gesamtvolumens (121,01 ± 4,1 vs. 92,34 ± 5,2 mm3) der Plazenta als auch des Labyrinthvolumens (44,08 ± 2,13 vs. 34,67 ± 1,9 mm3) bei Nrf2^-/^--Plazenten konnte beobachtet werden. Nrf2^-/^-Plazenten wiesen zudem eine hochsignifikante Erhöhung der pro-inflammatorischen Zytokine IL 6 und TNF-alpha auf.

Schlussfolgerung:

Unsere Ergebnisse weisen auf die protektive Rolle des Nrf2-Systems bei fetalem Wachstum. Die erhöhte Expression der pro-inflammatorischen Zytokine sowie die erniedrigte Expression der Hämoxygenase-1 in Nrf2^-/^--Föten machen eine intrauterine Inflammation als Ursache des Mangelwachstums der Föten in diesem Modell wahrscheinlich. Möglicherweise bietet die Stimulation des Nrf2-Systems z.B Sulforaphan einen vielversprechenden neuen Ansatz zur Prävention von der intrauterinen Wachstumrestriktion.