Der Hypoxie-induzierbare Faktor–1alpha ist ein neues Target der Glycogen-Synthase Kinase–3

Fragestellung: Die Glycogen-Synthase Kinase–3α oder -ß (GSK–3α, -ß) wird durch Insulin über die Proteinkinase B inaktiviert. Wir konnten bisher zeigen, dass die Expression des Plasminogenaktivator-Inhibtor–1 (PAI–1)-Gens durch Insulin gesteigert wird und dass dabei die Proteinkinase B (PKB) als auch der Hypoxie-induzierbare Faktor–1a (HIF–1α eine Rolle spielen. Nachfolgend sollte geprüft werden, inwieweit HIF–1α ein Target der GSK–3 und so an der Insulin-vermittelten PAI–1-Expression beteiligt ist.

Methoden: HepG2-Zellen wurden unter Standardbedingungen inkubiert und mit Insulin und/oder Rapamycin bzw LiCl behandelt. HIF–1α-Proteine sowie HIF–1α-GSK-site-Mutanten wurden in E.coli exprimiert und GSK–3 Kinase-Assays durchgeführt. Die PAI–1 Expression wurde im Northern-, Western-Blot gemessen und die HIF-Aktivität wurde mit Mammalian-Two-Hybrid-Analysen, HIF–1-responsiven (HRE) sowie PAI–1-Promotor Luciferase (Luc) Genkonstrukten und GSK–3-Expressionsvektoren bestimmt.

Ergebnisse: Inkubation von HepG2-Zellen mit Insulin führt über PKB zur Hemmung der GSK–3. Analog konnte Hemmung der GSK–3 durch LiCl die PAI–1 Expression induzieren und so den Insulineffekt imitieren. Überexpression von GSK–3α und -β verringerte die HIF–1a Proteinmenge und HIF–1-Aktivität. Dieser Effekt war posttranskriptionell und in einem Two-Hybrid-Assay konnte gezeigt werden, dass die Responsivität von HIF–1α gegenüber der GSK–3ß durch die N-terminale Transaktivierungsdomäne vermittelt wird. Mutation des Serins 551, des Threonin 555 oder Serin 585 steigerten die HIF-Stabilität und verminderte die Kinasierung durch die GSK–3ß.

Schlussfolgerung: Der Transkriptionsfaktors HIF–1α ist ein neues Target für die GSK–3 und somit zu einem Schlüsselmolekül zwischen Insulin-Signalweg und Hypoxie-Signalweg geworden.

Key words

Glycogen-Synthase Kinase-3 - Hypoxie - Insulin