Unterschiedliche Regulation der Expression von Angiopoietin-like protein 4 in humanen und murinen Muskelzellen

Fragestellung: Angiopoietin-like protein 4 (ANGPTL4) ist ein Protein, das von vielen verschiedenen Geweben sezerniert wird und eine große Bedeutung im Lipidmetabolismus hat. Einerseits hemmt es die Lipoproteinlipase (LPL), wodurch die Freisetzung von freien Fettsäuren aus Lipoproteinen und deren Aufnahme in Zellen verhindert wird. Andererseits induziert ANGPTL4 die Expression verschiedener Lipasen im Fettgewebe und stimuliert so die Lipolyse. Zusammengenommen führt ANGPTL4 zu erhöhten Lipidwerten im Blut, ein bekannter Faktor, der zu Diabetes und Herz-Kreislauferkrankungen führen kann. Ein ANGPTL4-sezernierendes Gewebe ist der Muskel. Die einzigen bisher bekannten Faktoren, die die ANGPTL4-Expression im Muskel induzieren sind langkettige freie Fettsäuren über PPARδ. Die Zielsetzung dieser Arbeit war es, weitere Faktoren zu finden, die die Expression von ANGPTL4 induzieren und im Zusammenhang mit Fasten und Bewegung stehen.

Methodik: Zu diesem Zweck wurden in vitro differenzierte primäre humane Myotuben und C2C12-Zellen mit verschiedenen Substanzen behandelt und die ANGPTL4-Expression über die mRNA-Menge bestimmt.

Ergebnisse: Eine starke Einflussgröße auf die ANGPTL4-Expression ist Hypoxie. Die Hypoxie wurde in Zellkultur durch die Substanz DFO erzeugt. Sowohl in primären humanen Myotuben als auch in C2C12-Zellen wurde die ANGPTL4-Expression erhöht, wobei der Effekt in den humanen Myotuben (45-fach, p<0,05) viel deutlicher war als in C2C12-Zellen (2-fach, p<0,05). Des Weiteren wurde die ANGPTL4-Expression in humanen Myotuben durch Cortisol (7-fach, p<0,05) und die AMPK-Aktivatoren AICAR (4-fach, p<0,05) und A769662 (2-fach, p<0,05) induziert. Im Gegensatz dazu wurde die ANGPTL4-Expression durch Cortisol und AICAR in C2C12-Zellen stark reduziert (p<0,05).

Schlussfolgerungen: Die ANGPTL4-Expression in humanen Myotuben in den Zellen wird durch freie Fettsäuren, Glucocorticoide und Aktivierung der AMPK-Kinase induziert. Diese Faktoren sind sowohl im Fastenzustand als auch während körperlicher Bewegung von Bedeutung. Des Weiteren induziert Hypoxie, die während der anaeroben Bewegung entsteht, die ANGPTL4-Expression. Interessanterweise wird die ANGPTL4-Expression in den murinen C2C12-Zellen im Gegensatz zu den humanen Zellen durch Glucocorticoide und AMPK-Aktivierung reduziert.