TNF induziert in primären Hepatozyten der Maus Schutz vor Apoptose durch Expressionshemmung des Deubiquitinylierungs-Enzyms USP2

Einleitung: Das Proteinexpressionsmuster, und somit auch das Gleichgewicht zwischen pro- und antiapoptotischen Proteinen einer Zelle, wird durch die Ubiquitinylierung und den darauf folgenden Abbau von Proteinen durch das Proteasom wesentlich beeinflusst. Während ubiquitinylierte Proteine für den Abbau markiert sind, verhindern de-ubiquitinylierende Enzyme, wie z.B. USP2, den Abbau ihrer natürlichen Substrate und halten so deren Wirksamkeit in der Zelle aufrecht. Methoden: Jeweils 3 männliche C57BL/6 Mäuse pro Gruppe wurden entweder mit 0,1% Humanem Serum Albumin (HSA) in Saline oder mit 10µg/kg/KG recombinantem murinem TNF-alpha in 0,1% HSA in Saline i.v. behandelt. Nach 15, 30, 60, 120 und 240 Minuten wurde die Leber entnommen. Um die Wirkung von TNF auf die hepatische USP2-Produktion zu untersuchen, wurden quantitative Real-Time RT-PCR Analysen für die Bestimmung der Expression und Westernblots für den Proteinnachweis von USP2 durchgeführt. In vitro wurden primäre murine Hepatozyten mit small interfering RNA (siRNA) gegen USP2 oder GFP transfiziert. Somit konnte die in vivo stattfindende Herabregulation von USP2 durch TNF in Zellkultur simuliert werden. Durch Inkubation mit Actinomycin D (Act.D)/TNF oder dem Zytostatikum Doxorubicin wurde Apoptose induziert. Die erzielte Zellschädigung wurde über LDH-Messung bestimmt. Ergebnisse: Unter den USP2-Splicevarianten USP2–69, USP2–45 und USP2–41 wurde USP2–41 als die prädominante Isoform in der Leber identifiziert. In vivo Applikation von TNF i.v. bewirkte eine rasche Herabregulation von USP2 mRNA und Protein in der Leber. In vitro konnte gezeigt werden, dass ein knockdown von USP2 primäre murine Hepatozyten vor Act.D/TNF oder Doxorubicin induzierter Apoptose schützte. Diskussion: USP2–41kD scheint in der Leber pro-apoptotische Substrate zu stabiliseren. Im Rahmen der TNF-induzierbaren Zytoprotektion bewirkt die Hemmung der USP2-Expression vermutlich den beschleunigten Abbau überwiegend pro-apoptotischer Faktoren auf Proteinebene. Als potentielle pro-apoptotische Substrate von USP2–41kD sind pro-apoptotische Mitglieder der BCL2-Familie und p53 vorstellbar. Derzeit in Entwicklung befindliche USP2-Inhibitoren könnten daher zur Therapie apoptotischer Lebererkrankungen eingesetzt werden.

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