Diabetologie und Stoffwechsel 2013; 8 - FV98
DOI: 10.1055/s-0033-1341758

Die zytokinvermittelte Regulation des S1P Metabolismus und der Einfluss auf die Insulinsekretion in insulinproduzierenden INS1E Zellen

C Hahn 1, S Lenzen 1, E Gurgul-Convey 1
  • 1Medizinische Hochschule Hannover, Hannover, Germany

Fragestellung: Sphingosinphosphat 1 (S1P) wird aus Sphingosin durch Sphingosinkinase (SK) generiert und induziert eine Reihe von unterschiedlichen Signalwegen, die die Zellvitalität und den Metabolismus beeinflussen können. Die Veränderungen in den intrazellulären S1P Konzentrationen spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von verschiedenen autoimmunologischen und inflammatorischen Erkrankungen. Es wurde beobachtet, dass S1P pankreatische Betazellen gegenüber Zytokintoxizität schützen kann. Jedoch ist nicht bekannt, wie pankreatische Betazellen ihren eigenen intrazellulären S1P Haushalt regulieren und wie S1P die Betazellfunktion im Typ 1 Diabetes beeinflusst.

Methodik: Insulinproduzierende INS1E Zellen wurden mit Glucose (3, 10, 30 mM), Zytokinen (600 u/ml IL-1β, oder Mix: IL-1β, TNFα und IFNγ) oder S1P (5µM) inkubiert. Nach einer 24-h Inkubation wurden folgende Analysen durchgeführt: Genexpression (Real-Time PCR), Zellvitalität (MTT), Caspase-3-Aktivität (FACS) und Insulinsekretion (RIA).

Ergebnisse: Die Expressionsanalysen verschiedener Enzyme, die den S1P Haushalt kontrollieren, zeigten, dass nach einer Zytokininkubation ein Ungleichgewicht zwischen Produktion und Metabolismus des S1P in INS1E Zellen entstand. S1P in Konzentrationen bis zu 5µM beeinflusste die Zellvitalität nicht. Durch Zugabe von S1P konnte jedoch die zytokinvermittelte Zellvitalitätsabnahme und Caspase-3-Aktivierung reduziert werden. S1P erhöhte die basale Insulinsekretion bei 3 mM Glucose (ohne S1P: 0,2 ± 0,02 vs. Mit S1P 0,4 ± 0,1 ng/µg DNA/h). Eine Inkubation von S1P mit 10 und 30 mM Glucose steigerte die Insulinsekretion im Vergleich zu einer Inkubation mit 3 mM Glucose signifikant (10 mM Glc: ohne S1P 0,4 ± 0,1 vs. mit S1P 1,7 ± 0,1; 30 mM Glc: ohne S1P 0,5 ± 0,1 vs. mit S1P 1,0 ± 0,1 ng/µg DNA/h; p < 0,05). Proinflammatorische Zytokine reduzierten die glucoseinduzierte Insulinsekretion (IL-1β: 40% vs. Mix: 60% Abnahme). S1P schützte gegenüber dieser Inhibierung. Nach S1P Zugabe wurde die 4-fache (IL-1β) bzw. 2-fache (Mix) Menge an Insulin sezerniert. Der Insulingehalt in unbehandelten Zellen unterschied sich nicht von dem in mit S1P inkubierten Zellen.

Schlussfolgerungen: Unsere Ergebnisse zeigen, dass S1P in pankreatischen Betazellen eine schützende Wirkung gegenüber proinflammatorischen Zytokinen aufweist und die Betazellfunktion modulieren kann. S1P verhindert die zytokinvermittelte Inhibierung der glucoseinduzierten Insulinsekretion.