Fragestellung: Der lösliche Leptinrezeptor (sOb-R) ist das Hauptbindungsprotein von Leptin im Blut. Er entsteht durch das Abspalten von membrangebundenen Ob-R Isoformen und kann die Bioverfügbarkeit von freiem Leptin durch Kompetition mit den Membranrezeptoren hemmen. Hohe Konzentrationen an sOb-R, mit einem bis zu 100-fachen molaren Überschuss an sOb-R gegenüber Leptin, finden sich in klinischen Studien an Patienten mit Typ 1 Diabetes mellitus (T1DM). Da Leptingabe bei DM zu einer Verbesserung der Stoffwechselfunktionen führt, könnten hohe sOb-R Werte zur Verschlechterung der metabolischen Situation des Patienten führen. Ziel unserer Untersuchungen war es zu klären welche zellulären Veränderungen (Ligandeninteraktion, Energiemangel, Apoptose) die Generierung des löslichen Leptinrezeptors dabei beeinflussen.
Methodik: Die humanen Ob-R Isoformen wurden kloniert und in HEK-293 Zellen transfiziert. Die Funktionalität der Rezeptoren wurde durch Bindungstests mit 125I-Leptin nachgewiesen. Die Ob-R transfizierten Zellen wurden mit verschiedenen Konzentrationen Leptin (0–100ng/ml), PMA (1µg/ml), Staurosporine (0,01; 0,1; 1µM) oder NEM (5 mM) stimuliert. Weiterhin wurden sie mit verschiedenen Glukosekonzentrationen (0–50 mM) inkubiert. Die sOb-R Konzentration im Zellüberstand wurde mittels Immunoassay, die Zellvitalität mit einem Zytotoxizitätstest (CCK 8) bestimmt.
Ergebnisse: Die Inkubation von Ob-R transfizierten Zellen mit Leptin (5–100ng/ml) führte zu einem konzentrationsabhängigen, signifikantem Abfall (p<0,01) der sOb-R Konzentration im Zellüberstand. Der totale Entzug von Glukose wie auch die Stimulation mit PMA (p<0,01) waren mit steigenden Konzentrationen an sOb-R assoziiert, während geringe Glukosekonzentrationen die gebildete Menge an sOb-R wieder auf das Basalniveau reduzierten. Die Stimulation mit dem Apoptoseinduktor Staurosporine führte zu einem signifikantem Anstieg (p<0,01) der sOb-R Konzentration nach 48h während die Inkubation mit NEM bereits nach zwei Stunden zu erhöhten sOb-R Werten führte. In beiden Fällen war der Anstieg der sOb-R Konzentration mit einem signifikanten Abfall der Zellvitalität assoziiert.
Schlussfolgerungen: Der Anstieg der sOb-R Konzentration durch völligen Glukoseentzug, Staurosporine und NEM unterstützt die Hypothese, dass die Ob-R Abspaltung durch zellvitalitätsmindernde Prozesse wie Apoptose verstärkt wird. Diese Mechanismen würden die Befunde der erhöhten Ob-R Abspaltung bei Manifestation des T1DM erklären. Eine Leptin-vermittelte Verringerung an sOb-R könnte dagegen die Sensitivität des Hormons erhöhen und nach Untersuchungen am Tiermodell (Yu et al. 2008) neben Insulin einen zusätzlichen therapeutischen Ansatz für die Verringerung von Stoffwechselentgleisungen beim T1DM darstellen.
