Z Gastroenterol 2003; 41 - P283
DOI: 10.1055/s-0035-1555484

Die Rolle des Vitamin D Rezeptors bei der Butyrat-induzierten TGF-β1 Signalvermittlung in Caco-2 Zellen

T Gaschott 1, O Schröder 1, D Steinhilber 2, J Stein 1
  • 1Medizinische Klinik II, Abt. Gastroenterologie, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/Main
  • 2Institut für Pharmazeutische Chemie, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt/Main

Hintergrund/Einleitung: Sowohl 1,25-Dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2D3), die aktive Form von Vitamin D3, als auch die aus komplexen Kohlenhydraten im Kolon gebildete kurzkettige Fettsäure Butyrat (But) und dessen Vorläufersubstanz Tributyrin (TB) spielen in der Regulation von Zellwachstum und Differenzierung vieler maligner Zellen eine zentrale Rolle. Ebenso ist der transformierende Wachstumsfaktor TGF-β an einer Vielzahl zellulärer Prozesse, wie Proliferation, Differenzierung und Apoptose, beteiligt.

Zielsetzung: Charakterisierung der Funktion des Vitamin D Rezeptors (VDR) bei der But-induzierten TGF-β1 Signalvermittlung in Caco-2 Zellen.

Material und Methoden: Die Zelldifferenzierung wurde anhand der Aktivität der Alkalischen Phosphatase (AP) analysiert. Die VDR-Expression wurde mittels PCR und Western Blot, die Expression der TGF-β Rezeptoren RI/II per Western Blot quantifiziert. Die Gesamtmenge an TGF-β1 wurde mittels ELISA bestimmt.

Ergebnisse: TB erhöhte den VDR-mRNA Spiegel um 160% vs. Kontrolle. But [2 mM] steigerte nach 24-, bzw. 48-stündiger Inkubation den VDR-Proteingehalt im Kern um das 1,2- und 4-fache, But [3 mM] um das 2,2- und 6,9-fache. Sowohl TB [1 mM] als auch 1,25-(OH)2D3 [1µM] verstärkten nach 7 Tagen die Differenzierung 6,5- (p<0,001), bzw. 2-fach (p<0,05 vs. Kontrolle), die Kombinationen aus TB und 1,25-(OH)2D3 oder TGF-β1 erhöhten die AP-Aktivität synergistisch auf das 14-, bzw. 9,5-fache (p<0,001 vs. Kontrolle). Die Inkubation mit But und anti-TGF-β1 [2 ng/ml] oder dem VDR-Antagonisten ZK 191732 [10µM] verminderte die Enzymaktivität signifikant im Vergleich zur alleinigen But-Behandlung (p<0,01, bzw. p<0,001 vs. But). But erhöhte die TGF-β1 Gesamtmenge nach 48h um 60% (p<0,001 vs. Kontrolle). Die Kombination mit 1,25-(OH)2D3 führte zu einem weiteren Anstieg (p<0,05 vs. But), mit ZK 191732 zu einem Abfall der TGF-β1 Menge auf Kontrollniveau (p<0,05 vs. But). But veränderte die Expression von TGF-β RI und RII allerdings nicht.

Schlussfolgerung: Die vorgelegten Daten legen den Schluss nahe, dass in intestinalen Karzinomzellen (Caco-2) der VDR in die But-induzierte TGF-β1 Signalvermittlung involviert ist.