Die Seneszenz pankreatischer Sternzellen ist ein CDKN1A-abhängiger Prozess

Einleitung: Aktuelle Studien legen nahe, dass die Seneszenz von Sternzellen einen wesentlichen Mechanismus zur Termination von Wundheilungsprozessen darstellt und der Entwicklung einer Organfibrose entgegenwirkt. Die molekularen Grundlagen der Sternzellseneszenz sind bisher jedoch noch weitgehend unklar.

Ziele: Vorarbeiten der Arbeitsgruppe hatten eine positive Korrelation zwischen der Expression des Zellzyklusinhibitors cyclin-dependent kinase inhibitor 1A (p21, Cip1) und der Seneszenz pankreatischer Sternzellen gezeigt. Ziel der Arbeiten war es, eine mögliche Kausalbeziehung zu überprüfen und weitere Einblicke in die CDKN1A Funktion zu erhalten.

Methodik: In primären PSZ der Ratte wurde die Expression von CDKN1A mittels siRNA gehemmt. Außerdem kam ein Modell der Tetrazyklin-regulierten CDKN1A-Expression in immortalisierten PSZ zum Einsatz. Effekte auf Wachstum, Apoptose und Seneszenz der Zellen wurden mittels Bromdesoxyuridineinbautests, FACS-Analysen bzw. der Detektion von Seneszenz-assozierter β-Galaktosidase (SA β-Gal) quantifiziert. Echtzeit-PCR Analysen dienten zur Bestimmung von mRNA Expressionsprofilen.

Ergebnis: Das DNA-schädigende Agens Doxorubicin induzierte effektiv die Seneszenz primärer PSZ und, in quantitativ geringerem Umfang, auch die Seneszenz immortalisierter Sternzellen. Ein knock-down von CDKN1A bewirkte eine drastische Abnahme der Zahl SA β-Gal-exprimierender PSZ nach Doxorubicinbehandlung. Dagegen führte eine Steigerung der CDKN1A Expression in immortalisierten Sternzellen zu einer Verstärkung der Seneszenz-induzierenden Wirkung von Doxorubicin. In beiden Zellkulturmodellen war die CDKN1A-Expression invers mit dem Zellwachstum korreliert, während das Zellüberleben unter den gewählten Versuchsbedingungen nur geringfügig beeinflusst wurde. Zwischen der Seneszenzinduktion durch CDKN1A und der p53 Expression bestand kein direkter Zusammenhang.

Schlussfolgerung: CDKN1A ist zentral an der Induktion der Seneszenz pankreatischer Sternzellen beteiligt. Da eine Hemmung des Zellwachstums für sich allein keine PSZ-Seneszenz auslöst (Daten der Arbeitsgruppe), handelt es sich hierbei um einen spezifischen Effekt des Zellzyklusinhibitors. Der Signalweg der CDKN1A-vermittelten Seneszenz ist Gegenstand weiterführender Arbeiten.