Charakterisierung der Smo-KO-induzierten Steatose in der Leber mittels Shotgun-Lipidomanalyse

Hintergrund: Der Hedgehog Signalweg (Hh) ist, ähnlich wie der Wnt/ß-Catenin Signalweg, für die Embryonalentwicklung und Gewebsdifferenzierung unabdingbar. Funktionen im adulten Gewebe, speziell in der Leber, konnten bis dato für das ß-Catenin-Signaling beim Stickstoff- und Glucosemetabolismus gezeigt werden (1,2). Ausgehend von unseren Befunden, dass der Hh Signalweg ein Master-Regulator des Lipidstoffwechsels in der Leber ist, haben wir die durch Deletion des Signalwegs hervorgerufene Steatose charakterisiert. Methoden: Zwei hepatozyten-spezifische Knockout Mausmodelle für Smoothened (Smo), ein wichtiges Transduktorprotein des Hh Signalweges, wurden verglichen. Während im SAC-Modell die die Inhibierung des Signalweges embryonal statt fand, wurde im SLC-Modell Smo 8 Wochen nach Geburt deletiert. Die dadurch hervorgerufene Steatose und die damit einhergehenden Veränderungen der Lipidzusammensetzung der Hepatozyten wurde mittels Shotgun-Lipidomanalyse untersucht. Ergebnisse: Die hepatozytenspezifische Deletion von Smo führte in beiden Modellen innerhalb von wenigen Tagen zu einer mikro- bis makrovesicularen Steatose. Dabei zeigten sich in biochemischen, transkriptionellen und histologischen Untersuchungen erhebliche Unterschiede im Ausmaß der Liponeogenese und im Grad der statt gefundenen Lipideinlagerung. Shotgun-Lipidomanalysen der SLC-Hepatozyten zeigten eine Zunahme von kurzkettigen gesättigten bis schwach ungesättigten Triacylglyceride, wohingegen im Fall der SAC-Linie sowohl die kurz- als auch die langkettigen gesättigten und ungesättigten Triacylglyceride signifikant zunahmen. Die Diacylglyceride veränderten sich nur minimal, während Phosphatidylethanolamin bei der SAC-Linie zunahm. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass der Hh Signalweg in der adulten Leber stark in den Lipidmetabolismus eingreift. Die Lipidzusammensetzung der Hepatocyten verändert sich mit zunehmender Dauer der Störungen der Signalkaskade parallel zur zunehmenden Steatose.

Literatur: 1. Gebhardt & Hovhannisyan, Dev Dyn., 239, 45-55, (2010) 2. Chafey et al., Proteomics, 9, 3889-3900 (2009).

Hedgehog Signalweg - Shotgun-Lipidomanalyse