Regulation von Chemokinrezeptoren in Skelettmuskelzellen und deren Rolle bei der Insulinresistenz

Einleitung: Adipozyten sezernieren eine Reihe von Chemokinen wie etwa MCP-1, die eine Insulinresistenz am Skelettmuskel auslösen. Allerdings ist die Expression der Chemokinrezeptoren in Skelettmuskelzellen und deren Regulation in Verbindung mit Insulinresistenz noch nicht untersucht worden.

Methoden: Die Expression von Chemokinrezeptoren wurde mittels RT-PCR und Western-Blot in humanen Skelettmuskelzellen und Adipozyten analysiert. Skelettmuskelzellen wurden für 24h, 48h und 72h mit Glucose-Insulin (GI) bzw. TNFα behandelt um Insulinresistenz zu erzeugen. Zusätzlich wurden Skelettmuskelzellen über 24h und 48h mit TNFα behandelt und über Nacht mit MCP-1 bzw. adipozyten-konditioniertem Medium (KM) costimuliert.

Ergebnisse: Skelettmuskelzellen exprimieren wie Adipozyten die Chemokinrezeptoren CCR1/2/4/5/10 und CXCR1/2. Die Expression von CCR2 ist in Skelettmuskelzellen signifikant zweifach höher als in Adipozyten. Eine Behandlung der Skelettmuskelzellen mit GI über 24h und mit TNFα über 72h führt zu einer Insulinresistenz auf Ebene der Akt und GSK3. Auch KM und MCP-1 führen zu einer Insulinresistenz, die durch TNFα jedoch nicht verstärkt werden kann. CCR2 wird durch TNFα (24h) und MCP-1 (48h) downreguliert und durch GI (24–72h) und TNFα (72h) verstärkt exprimiert. CCR4 ist bei Behandlung mit MCP-1 (48h) und TNF (72h) vermindert. MCP-1 (24–48h) und TNFα (48h) führen ebenso zu einer Downregulation von CCR10.

Zusammenfassung: Skelettmuskelzellen exprimieren Chemokinrezeptoren, die für die Auslösung der Insulinresistenz im Skelettmuskel eine Rolle spielen könnten. CCR2 ist in Skelettmuskelzellen höher exprimiert als in Adipozyten und könnte die hohe Empfindlichkeit der Muskulatur gegenüber MCP-1 erklären. GI und TNFα könnten indirekt durch die Upregulation von CCR2 zur Chemokin-induzierten Insulinresistenz beitragen.