Z Gastroenterol 2006; 44 - P076
DOI: 10.1055/s-2006-950659

Schlüsselfunktion von PPARγ in der Butyrat-vermittelten Aktivierung der Caspase-3 in Caco-2 Zellen

M Schwab 1, N Zahn 1, J Stein 1, O Schröder 1
  • 1Klinikum der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt, Medizinische Klinik I, Gastroenterologie, ZAFES, Frankfurt am Main, Germany

Einleitung: Die kurzkettige Fettsäure Butyrat wird durch anaerobe bakterielle Fermentation aus zugeführten Balaststoffen im Kolon gebildet. Butyrat weist proapoptotische Eigenschaften auf, welche u.a. durch die Aktivierung der Caspase-3 eingeleitet werden. Die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen dieser Interaktion sind jedoch bislang nicht hinreichend erforscht.

Methodik: Caco-2 Zellen wurden mit Butyrat (3 mM) sowie der Kombination aus Butyrat und dem p38 MAPK Inhibitor SB20350 (20µmol/L) stimuliert. Die Bestimmung der PPARγ Expression erfolgte mittels Immunoblot und semiquantitativer RT-PCR. Die Aktivitäten von Caspase-3, 8 und 9 wurden kolori- bzw. fluorimetrisch analysiert und die Expression von Survivin, Xiap, Phospho-p38 MAPK und Phospho-ERK 1/2 mittels Western Blot-Analyse ermittelt. Darüber hinaus wurde eine potentielle Beteiligung von PPARγ an der Expression sämtlicher apoptotischer Marker in transfizierten Caco-2 Zellen mit unterdrückter PPARγ Funktion bestimmt.

Ergebnis: Parallel zur Erhöhung der Caspase-3 Aktivität (+215±44%, 24h) und phosporyliertem p38 MAPK Protein (+60±10%, 24h) induzierte Butyrat die Expression der PPARγ mRNA- (+68±10%, 48h) und Proteinexpression (+45±14%, 48h). In Gegenwart des p38 MAPK Inhibitors SB203580 blieben diese Effekte nahezu vollständig aus. Butyrat führte darüber hinaus zu einer Steigerung der Aktivität von Caspase-8 (+130±20%, 24h) und 9 (+75±13%, 24h) bei gleichzeitiger Hemmung der Expression der inhibitorischen Apoptoseproteine XIAP (-59±10%, 24h) und Survivin (-68±8%, 24h). Sämtliche Wirkungen auf die untersuchten apoptotischen Marker waren unter Stimulation von dominant-negativ PPARγ transfizierten Caco-2 Zellen mit Butyrat nicht mehr nachweisbar.

Schlussfolgerung: Unsere Daten belegen erstmals die Bedeutung von PPARγ als zentrales zwischengeschaltetes Signalmolekül in der durch Butyrat induzierten Caspase-3 Aktivierung nach Phosphorylierung von p38 MAPK.