Expression des Multidrug Resistance Protein 4 in mit Ammoniak behandelten kultivierten Rattenastrozyten und in post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit HE

Einleitung: Das Multidrug Resistance Protein 4 (Mrp4) ist ein Mitglied der ATP-binding cassette (ABC) Transporter Familie. Es wird insbesondere in Organen mit Barrierefunktion exprimiert und wird im menschlichen Gehirn von Endothelzellen, Neuronen, Mikroglia und Astrozyten exprimiert. Der Mrp4 transportiert unterschiedliche Substrate wie z.B. die in die Pathogenese der hepatischen Enzephalopathie (HE) involvierten zyklischen Nukleotide. Wir haben daher das Expressionsniveau des Mrp4 in mit Ammoniak behandelten kultivierten Rattenastrozyten und in humanen post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit und ohne HE untersucht.

Ergebnisse: Die Behandlung kultivierter Rattenastrozyten mit NH4Cl steigerte zeit- und konzentrationsabhängig das Expressionsniveau und inhibierte gleichzeitig die N-Glykosylierung des Mrp4 Proteins. Während sowohl die Expressionssteigerung wie auch die Glykosylierungsstörung des Mrp4 in mit NH4Cl (5 mmol/l)-behandelten Rattenastrozyten durch den Glutaminsynthetasehemmstoff Methionin-Sulfoximin (MSO) verhindert werden konnten, blockierte die Hemmung des Transkriptionsfaktors PPARα mit GW6471 lediglich die durch Ammoniak induzierbare Expressionssteigerung des Mrp4 Proteins. Die Heraufregulation und Glykosylierungsstörung des Mrp4 Proteins wurde begleitet von einer gegenüber MSO sensitiven Expressionssteigerung von BiP, einem Surrogatmarker für Stress im endplasmatischem Retikulum (ER). In humanen post mortem Hirnproben wurden sowohl gesteigerte mRNA- wie auch Proteinexpressionslevel des Mrp4 bei Leberzirrhosepatienten mit HE aber nicht bei Leberzirrhosepatienten ohne HE gegenüber der Kontrollgruppe nachgewiesen.

Diskussion: Unsere Untersuchungen zeigen, dass Ammoniak in kultivierten Rattenastrozyten PPARα-vermittelt und glutaminsyntheseabhängig die Expression des Mrp4 Proteins steigert. Gleichzeitig induziert Ammoniak glutaminsyntheseabhängig ER-Stress, welcher assoziiert ist mit einer Hemmung der N-Glykosylierung des Mrp4 Proteins.

Die in post mortem Hirnproben von Leberzirrhosepatienten mit HE aber nicht ohne HE gefundene Expressionssteigerung der Mrp4 mRNA und des Proteins weisen auf eine Beteiligung des Mrp4 in der Pathogenese der HE.

Korrespondierender Autor: Jördens, Markus

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