Reduktion von Lipo-apoptose in Abhängigkeit der Lokalisation und Isoform des hepatoprotektiven Protein ALR

Eine der am häufigsten auftretenden Lebererkrankungen weltweit ist die nicht alkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD), deren Spektrum sich von der einfachen Steatose bis zur nicht alkoholischen Steatohepatitis (NASH) und Zirrhose erstreckt. Neben der vermehrten Lipideinlagerung ist vor allem die Akkumulation von freien Fettsäuren (FFA) ein Kriterium für das Auftreten von NASH. Lipide und FFA sind in zellulären oxidativen Stress involviert, der zu Zellschäden führt, mit der Folge von Entzündung und Fibrosierung. In früheren Arbeiten konnte gezeigt werden, dass ALR (Augmenter of Liver Regeneration, Gfer), ein Leberregeneration assoziiertes Protein, zellulären Stress (H2O2) und Apoptose (extrinsisch vermittelt) reduzieren kann. In diesem Projekt analysierten wir den Einfluss von ALR auf die durch FFA (Palmitinsäure) vermittelte Lipo-apoptose mit dem Fokus auf Expression und Lokalisation der verschiedenen Isoformen von ALR, der 15 kDa kurzen Isoform (sfALR) und der 23 kDa langen Isoform (lfALR). Wir generierten stabil sfALR oder lfALR exprimierende Zelllinien (HepG2, Huh7) und behandelten diese Zellen mit Palmitinsäure (0 – 0,5mM, 24h,). Die Aufnahme und Veresterung zu Trigylzeriden (Oil-red Färbung, Triglyzerid Gehalt) waren in allen Zellen unverändert zu den Kontrollen und zeigte eine verstärkte Verfettung mit zunehmender FFA Konzentration. Eine Reduktion der Lipotoxizität (LDH Freisetzung) und eine Verminderung der Lipo-apoptose (Caspase 3/7 Aktivität) konnte bei Zellen nachgewiesen werden, die sowohl sfALR als auch lfALR exprimierten. Durch Analyse mit Immunzytologie und subzellulärer Fraktionierung (western-blot) konnten wir zeigen, dass sfALR ausschließlich zytosolisch vorliegt, hingegen lfALR hauptsächlich in den Mitochondrien, aber auch im Zytosol exprimiert wird. Weiterhin untersuchten wir den Einfluss der beiden ALR Isoformen auf den FFA induzierten ER – Stress, da wir zeigen konnten, dass sfALR die Expression von CHOP reduzieren kann. CHOP ist ein Effektor-molekül des PERK vermittelten ER-Stress und kann eine mitochondrial unabhängige Apoptose induzieren. Zellen die lfALR exprimierten zeigten keine Reduktion von CHOP im Vergleich zu sfALR. Dies lässt die Folgerung zu, dass nur sfALR und nicht lfALR ER-Stress vermittelte Apoptose vermindern kann. Die beobachtete Reduktion der Caspase Aktivität durch lfALR wäre dann auf einen direkten Einfluss auf die durch Mitochondrien vermittelte Apoptose zurückzuführen. Dies würde im Einklang mit Daten stehen, die einen positiven Einfluss von ALR auf die mitochondrial vermittelte Apoptose (Membranpotential, Cytochrom c Freisetzung) beschrieben haben. Das hepatoprotektive ALR übt seine anti-apoptotische Wirkung in Abhängigkeit seiner Isoform und Lokalisation auf Ebene der Reduktion von ER-Stress und/oder mitochondrialer Aktivität aus und stellt daher ein interessantes Zielmolekül für die Modulation von zellulärem Stress und Apoptose bei NAFLD dar.