Beteiligung des Vitamin D Rezeptors sowie von p38 MAPK an der durch Butyrat- vermittelten Induktion von Cathelicidin-Peptid LL-37 mRNA in Caco-2 Zellen

Einleitung: Das Cathelicidin-Peptid hCAP18 (LL-37) ist eines der bedeutendsten antimikrobiell wirkenden Proteine des körpereigenen unspezifischen Immunsystems. Darüber hinaus wird eine Beteiligung von LL-37 an der Regulation der physiologischen Darmflora im Rahmen infektiöser Prozesse vermutet. Eine durch Butyrat induzierte Steigerung der LL-37 mRNA Expression in Darmepithelzellen ist hinreichend belegt, jedoch sind die zu Grunde liegenden molekularen Mechanismen dieser Interaktion bislang nicht hinreichend erforscht.

Methodik: Die durch Butyrat (3 mM) induzierbare LL-37 mRNA Expression wurde mittels semiquantitativer RT-PCR in Caco-2 Zellen zeitabhängig unter dem Einfluss des Vitamin D Rezeptor (VDR) Antagonisten ZK191732 (10µmol/L), des p38 MAPK Inhibitors SB203580 (20µmol/L) bzw. des ERK 1/2 Inhibitors PD98059 (40µmol/L) sowie in dominant-negativ transfizierten Caco-2 Zellen mit unterdrückter PPARγ Funktion untersucht.

Ergebnis: Butyrat führte in Caco-2 Zellen signifikant zu einer zeitabhängigen Steigerung der Expression von LL-37 mRNA (+128±20%, 24h/+473±19%, 48h). Dieser Effekt wurde sowohl durch die Co-Inkubation von Butyrat mit dem VDR Antagonisten (-74±30%, 48h) als auch mit dem p38 MAPK Inhibitor (-78±14%, 24h) nahezu vollständig aufgehoben. Co-Inkubation von Butyrat mit dem ERK 1/2 Inhibitor sowie die Behandlung von PPARγ dominant-negativen Caco-2 Zellen (+158±19%, 24h/+523±16%, 48h) mit Butyrat übten hingegen keinen Einfluss auf die Expression von LL-37 mRNA aus.

Schlussfolgerung: Die vorliegenden Ergebnisse lassen darauf schließen, dass sowohl der VDR als auch p38 MAPK an der durch Butyrat induzierten LL-37 mRNA Expression in Caco-2 Zellen beteiligt sind. Im Gegensatz dazu kann eine Beteiligung des PPARγ Rezeptors sowie der ERK 1/2 MAPK an diesem Regulationsprozess ausgeschlossen werden.