Kollagen Typ VI und seine alpha2-Kette fördern die Leberfibrose durch Inhibition der Kollagenaseaktivität

Einleitung: Kollagen Typ VI (KVI) wird bei einer Leberfibrose verstärkt exprimiert. In Vorarbeiten wurde gezeigt, dass KVI-Fragmente die Proliferation von hepatischen Sternzellen, den Hauptproduzenten der extrazellulären Matrix, stimulieren und damit fibrogen wirken. Zudem bindet KVI die Proformen von Kollagenasen, welche aber KVI nicht als Substrat verwenden. Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung der spezifischen Kollagenase-Bindungsstrukturen auf KVI und die funktionellen Aspekte der Kollagenase-KVI Interaktion im Rahmen der hepatischen Fibrogenese zu untersuchen.

Methode: Unter Verwendung spezifischer Antikörper (APAAP-Färbung) wurden proMMP–1 und –3 auf Gefrierschnitten zirrhotischer Leber immunlokalisiert. In Festphasenassays wurde die Bindung von [¹²⁵I]-markierten Pro- und aktivierten Kollagenasen auf zuvor immobilisiertem Kollagen VI und mittels Hydroxyapatitchromatographie isolierten KVI Einzelketten/fragmenten untersucht. KI, III und IV dienten als Kontrolle. Kinetische Bindungsparameter wurden mit Surface-Plasmon-Resonance Analysen bestimmt. MMP-Aktivitätsassays wurden mit Fluoreszenz- und biotinylierten Substraten durchgeführt.

Ergebnisse: ProMMPs wurden im Bereich der Septen zirrhotischer Leber immunlokalisiert. Im Festphasenassay fand sich eine deutliche Bindung der Kollagenasen für KVI und besonders für die α2(VI)-Kette, jedoch nur gering für KI, KIII und KIV. Die K_D-Werte der Bindung von proMMP–1, –3 und –8 an die α2(VI)-Kette lagen bei 25–40 nmol/L. ProMMP–13 zeigte eine 5–7mal stärkere Bindung. Aktivierung führte zu einer deutlichen Reduktion der Bindung (bis zu 100 fach). Gelöste KVI-Ketten führten in Aktivitätsassays zur Reduktion der MMP–1, –8 und –13-vermittelten Substratumsetzung um 12–45% sowie zu einer Reduktion der Autoaktivierung von proMMP–13, –1 und –8. Zudem wurde auch die isolierte katalytische Domäne von MMP–13 durch KVI-Ketten in ihrer Aktivität inhibiert.

Schlussfolgerungen: 1. Proformen von Kollagenasen binden an KVI, das nicht Substrat dieser MMPs ist. 2. Die Bindungsstruktur ist auf der α2(VI)-Kette lokalisiert. 3. Durch die Bindung wird die MMP-Aktivität inhibiert. 4. Neben der bekannten Stimulation der hepatischen Sternzellen durch KVI ergibt sich durch die Bindung und damit Aktivitätsreduktion der Kollagenasen ein weiterer profibrogener Mechanismus von KVI. Basierend auf diesen Ergebnissen könnten α2(VI)-abgeleitete Peptide oder Analoga in einer antifibrotischen Therapie zum Einsatz kommen.