Eine Rolle der selektiven ER-Phagie in intestinaler Homöostase und Entzündung?

Einleitung Fehlerhafte Autophagie, durch Mutationen in Risikogenen für chronisch-entzündliche Darmerkrankungen wie ATG16L1, begünstigt IL-22/STING-abhängige Typ-I-Interferon Expression, welche zu großflächiger Nekroptose des Epithels führt (Aden et al., J Exp Med, 2018). Welche Rolle dabei Organelle-spezifische Autophagieprozesse spielen, ist unklar. ER-Phagie beschreibt die selektive Autophagie des endoplasmatischen Retikulums und ist ein relevanter Zellmechanismus, der mit einigen Erkrankungen in Verbindung gebracht wird, z.B. mit neurologischen Defekten und Kolonkarzinomen. Ein Zusammenhang mit CED wurde noch nicht beschrieben.

Ziele Ziel ist es, die Rolle der ER-Phagie in Homöostase und Entzündung im Darmepithel, anhand des ER-Phagie Rezeptors family with sequence similarity 134 member B (FAM134B), zu untersuchen. Wir vermuten, dass der Verlust dieses Gens, analog zu dem von ATG16L1, erhöhte intestinale Expression von IFN-I und weiteren Entzündungssignalen mit sich zieht und so zu Zelltod führt. Eine weitere Hypothese ist, dass FAM134B-Defizienz und die dadurch defekte ER-Phagie zu fehlerhafter Sekretion führt.

Methoden Wir entwickelten mit CRISPR/Cas9-Technologie Fam134b-knockout (KO) Zelllinien in der murinen epithelialen Zelllinie MODE-K und erzeugten intestinale Organoide aus Fam134b-KO Mäusen (Fam134b ^-/-).

Ergebnisse In vivo wird Fam134b in experimentellen Kolitismodellen (DSS-Kolitis) in Wildtyp-Mäusen stark im Darmepithel herunterreguliert. Zudem wird die Fam134b-Expression durch verschiedene Zytokine und mikrobielle Metabolite in vitro herunterreguliert.

Fam134b-KO-Zellen zeigen schon unter basalen Bedingungen eine erhöhte IFN-I- und Entzündungsmarker-Expression, was mit einer konstitutiven Aktivierung des STING Signalweges einhergeht. Unter ER-Stress zeigt sich eine noch höhere IFN-I-Expression und vermehrte Zelltodrate in Fam134b-KO-Zellen. Ein gleichzeitiger STING-Knockdown konnte diese ER-Stress-induzierte Expression von IFN-I in Fam134b-KO-Zellen blockieren.

Schlussfolgerung Unsere Daten deuten auf eine Rolle der ER-Phagie in intestinaler Homöostase hin, da Verlust von Fam134b die Entzündungssignale im Darmepithel verstärkt. Weitere Studien sind nötig, um diese Ergebnisse zu untermauern und diesen potenziellen Pathomechanismus aufzudecken.

Publication History

Article published online:
08 September 2020