Diabetologie und Stoffwechsel 2019; 14(S 01): S63
DOI: 10.1055/s-0039-1688290
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Diabetes und Herz
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Chronische Hyperglykämie im Kardiomyoblasten-Zellkulturmodell ist assoziiert mit vermehrtem ER-Stress

B Stratmann
1   Herz- und Diabeteszentrum NRW, Ruhr Universität Bochum, Diabeteszentrum, Bad Oeynhausen, Germany
,
Y Mattern
1   Herz- und Diabeteszentrum NRW, Ruhr Universität Bochum, Diabeteszentrum, Bad Oeynhausen, Germany
,
D Tschöpe
1   Herz- und Diabeteszentrum NRW, Ruhr Universität Bochum, Diabeteszentrum, Bad Oeynhausen, Germany
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Publication History

Publication Date:
07 May 2019 (online)

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Hintergrund:

Chronische Hyperglykämie gilt als wesentlicher Treiber diabetischer Herzinsuffizienz, molekulare Mechanismen sind aber noch weitestgehend ungeklärt.

Material/Methoden:

Stabil GLUT4 C-myc transfizierte H9C2 wurden unter hyperglykämischen Bedingungen (30 mM Glukose, (30mM)) langzeitkultiviert und vergleichend zur Kulturbedingung 20 mM Glukose (20mM) untersucht. Parameter des endoplasmatischen Retikulum Stress (ER-Stress) wurden analysiert.

Ergebnisse:

Unter chronisch hyperglykämen Bedingungen war eine 6,6-fach vermehrte Glukoseaufnahme über die Messung der Aufnahme von NBD-markierter Glukose messbar (p < 0,001 vs. 20mM) einhergehend mit vermehrter intrazellulärer Glykierung (vermehrte Arg-Pyrimidin-Modifikation, 1,22-fach vs. 20mM, p < 0,01).

ATF6(90kDa) ist als transmembranäres Glykoprotein und Transkriptionsfaktor an der sog. Unfolded Protein Response (UPR) als Reaktion auf Stress des Endoplasmatischen Retikulums beteiligt und wird über die proteolytische Prozessierung durch S1P und S2P reguliert.

ATF6 Spiegel waren auf Protein-Ebene (1,6-fach vs. 20mM, p < 0,01) erhöht; S1P (1,3-fach vs. 20mM, p < 0,001) und S2P (1,4-fach vs. 20mM, p < 0,001) auf mRNA-Ebene vermehrt nachweisbar. Als aktiver nukleärer Transkriptionsfaktor wurde prozessiertes ATF6(50kDa) auf Proteinebene vermehrt (1,4-fach vs. 20mM, p < 0,01) detektiert. Zielgene des Transkriptionsfaktors sind Gene, die für Chaperone und den Lipidstoffwechsel codieren.

Ebenso konnte eine signifikante Erhöhung von NRF2, das wesentlich am zytoprotektiven und antioxidativen/metabolischen Regulationsgeschehen beteiligt ist, auf mRNA-Ebene (1,3-fach vs. 20mM, p < 0,01) detektiert werden.

Schlussfolgerung:

Chronische Hyperglykämie induziert ER-Stress, der neben einer UPR auch über die vermehrte Expression von relevanten Transkriptionsfaktoren wie ATF6 die Expression von Chaperonen und Metabolismus-assoziierten Genen sowie Regulatoren oxidativen Stresses induziert.