Expression und Regulation von Typ II transmembranären Serin Proteasen (TTSP) auf humanen intestinalen Epithelzellen

Einleitung: Proteinase-aktivierter Rezeptor–2 wird auf apikaler (ap) und basolateraler (bl) Membran intestinaler Epithelzellen (IEC) exprimiert. Aktivierung von PAR–2 auf IEC durch trypsin-ähnliche Proteasen resultiert in protektiven Effekten (z.B. Stimulation von Chlorid-, Wasser- und Muzin-Sekretion). Während PAR–2 auf der ap Membran von IEC gegenüber luminalem pankreatischen Trypsin exponiert ist, bleibt der physiologische Aktivator von PAR–2 insbesonders auf der bl Seite der IEC unbekannt. Kürzlich wurde eine neue Familie von Typ II transmembranären Serin Proteasen (TTSP) beschrieben. Ein Mitglied, MT-SP1, wird in Caco2 Zellen auf der bl Membran gefunden und kann PAR–2 aktivieren. Methoden: Um die Frage zu untersuchen, welche Proteasen als physiologische Aktivatoren von PAR–2 in Frage kommen, untersuchten wir die Expression von PAR–2, Trypsin und den TTSP-Mitgliedern MT-SP1, TMPRSS2 und 4 sowie Hepsin auf Caco2 und HT29 Zellen. HT29 Zellen wurden mit Zytokinen LPS, TNFa, IL–1b und IFN-g stimuliert und mit nichtinvasiven (E. faecium) und invasiven gram pos. (L. monocytogenes) und nicht invasiven gram neg. Bakterien (E. coli) infiziert. Caco2 Zellen wurden als Differenzierungsmodell eingesetzt. Als Kontrollgene für Entzündung und Differenzierung fungierten IL–8 bzw. SI und cdx–2. RNS wurde isoliert, die Genexpression mittels quantitativer RT-PCR bestimmt und die Werte gegen 18sRNS normalisiert. Ergebnisse: Neben PAR–2 und Trypsin wurden die TTSP-Mitglieder MT-SP1, TMPRSS2 und 4 sowie Hepsin auf IEC exprimiert. PAR–2 wurde von IFN-g 2.5-fach und von LPS 1.6-fach stimuliert. Die TTSP wurden durch LPS und TNFa bis 2.2-fach stimuliert, jedoch durch IL–1b und IFNg stark suppremiert. E. faecium hatte keine Effekt auf die PAR–2 Expression, während E.coli und L. monocytogenes PAR–2 bis 5-fach induzierten. Die TTSP wurden durch die nicht invasiven Bakterien stark suppremiert und nur durch die invasive Listerie bis 2.6-fach induziert. Die Differenzierung der Caco2 resultierte in einer 3.8-fachen PAR–2 Induktion und in einer 10–50-fachen Induktion der TTSP mit Ausnahme von MT-SP1. Schlussfolgerung: TTSP werden auf IEC exprimiert und zum Teil gleichsinnig mit PAR–2 reguliert. Sie sind daher Kandidaten für die physiologische Aktivierung von PAR–2.

Key words

IEC - PAR-2 - transmembranäre Proteasen

References

PNAS 94, 8884 (1997) PNAS 98, 13936 (2001) J Biol Chem 275, 26333 (2000)