Diabetologie und Stoffwechsel 2009; 4 - FV_13
DOI: 10.1055/s-0029-1221809

BMP4 beschleunigt die Differenzierung humaner Präadipozyten

S Sales 1, U Buro 1, B Hamilton 2, S Glund 2, SR Bornstein 1, M Ehrhart-Bornstein 1
  • 1Medizinische Klinik III, Uniklinikum Dresden, Molekulare Endokrinologie, Dresden, Germany
  • 2Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG, Department of Metabolic Diseases Research, Biberach, Germany

Die Zunahme an Fettgewebe bei der Entwicklung von Adipositas ist sowohl auf die Erhöhung der Adipozytenzahl als auch auf die Zunahme der Größe von Adipozyten zurückzuführen. Adipozyten stammen von multipotenten Stammzellen mesodermalen Ursprungs ab, die sich bei geeigneter Stimulierung über Präadipozyten zu Adipozyten entwickeln.

Bone morphogenetic protein 4 (BMP4) ist eines von mindestens 15 strukturell verwandten BMPs die zur TGF-β/BMP Superfamilie sekretierter Proteine gehören. Reifes BMP4 ist ein Dimer, das an einen multimeren Transmembranrezeptor mit Serin-/Threonin-Kinase-Aktivität bindet. BMP4 stimuliert die Knochenbildung in erwachsenen Säugetieren. Zusätzlich hat BMP4 aber auch wichtige Aufgaben als Signalmolekül in embryonalen Geweben, z.B. der Entwicklung des zentralen und peripheren Nervensystems, der Muskulatur und des Skeletts.

Um den Effekt von BMP4 (erworben von R&D) auf die Entwicklung humaner Adipozyten zu untersuchen, isolierten wir Präadipozyten aus weißem Fettgewebe von Patientinnen, die sich einer Mammareduktion unterzogen.

Oil Red O-Färbung und Messung von AdipoRed zeigten, dass BMP4 (0,5 nM) die Differenzierung von Präadipozyten in reife Adipozyten beschleunigt. PPARγ ist ein zentraler Regulator der Adipogenese und ist verantwortlich für die Aktivierung verschiedener Gene, die am Fettsäurestoffwechsel beteiligt sind. Bei Adipozyten, die unter Einfluss von BMP4 differenzierten, war die Expression von PPARγ signifikant erhöht.

Zudem war humanes Gremlin, produziert in HEK293-Zellen und via NiNTA aufgereinigt, in der Lage den stimulatorischen Effekt von BMP4 auf die Differenzierung humaner Präadipozyten zu inhibieren. Gremlin ist ein Mitglied der DAN-Familie von BMP-Antagonisten und verhindert die Interaktion zwischen Ligand und Rezeptor und damit nachfolgende Signalkaskaden.

Zusammengefasst konnten wir zeigen das exogen zugesetztes BMP4 die Differenzierung humaner Präadipozyten beschleunigt und dieser Effekt durch den Antagonisten Gremlin aufgehoben wird.