Hydrophobe Gallensäuren wirken durch PI3K-abhängige Proliferation von Sternzellen pro-fibrotisch

Question:

Chronisch cholestatische Lebererkrankungen führen im Verlauf regelhaft zur Leberfibrose. Es wird angenommen, dass hydrophobe Gallensäuren (GS) dabei pro-fibrotisch wirken. Die Mechanismen der Cholestase-induzierten Leberfibrose sind jedoch kaum bekannt. GS-induzierte pro-proliferative Signale in hepatischen Sternzellen (HSC) wurden als möglicher Mechanismus beschrieben. Ob diese Proliferation auch zur Anreicherung von HSC und vermehrter Kollagenanreicherung führt, wurde bisher nicht untersucht und zugrundeliegende Signalwege sind unvollständig charakterisiert. In dieser Arbeit soll daher der pro-fibrotische Effekt von GS in murinen Sternzellen (mHSC) näher charakterisiert und zugrundeliegende Signalwege exploriert werden.

Methods:

mHSC wurden aus weiblichen FVB-Mäusen isoliert, aufgereinigt und mit GS in An- und Abwesenheit von Inhibitoren der PI3-Kinase (PI3K) behandelt. Mittels BrdU-Assay wurde die Zellproliferation, mikroskopisch die Zellzahl und in weiteren Versuchen die DNA-Menge als Surrogat der Zellzahl erfasst. Die Kollagenablagerung wurde mittels Siriusrot-Färbung quantifiziert. Die Aktivierung von Signaltransduktionswegen wurde mittels Western Blot evaluiert. Die humane HSC-Zelllinie LX2 wurde mit TGF-β (10 ng/ml) stimuliert und die Aktivierung durch Quantifizierung der αSMA erfasst.

Results:

Die im Menschen quantitativ bedeutsamste hydrophobe GS Chenodeoxycholsäure (CDCA), nicht aber Cholsäure (CA) oder die hydrophile Ursodesoxycholsäure (UDCA), führten zu einer gesteigerten Proliferation der mHSC. Dies war mit einer Zunahme der Zellzahl nach 14 Tagen Kultur assoziiert. Die DNA-Menge stieg dosisabhängig auf das 1,90 ± 0,19-fache (250µM CDCA, MW ± SD, p < 0,05). Die Akkumulation von Sternzellen führte zur erhöhten Ablagerung von Kollagen. Dies war mit einer dosisabhängig erhöhten Phosphorylierung der Proteinkinase B (PKB) sowohl in der Kurz- (2 – 4 Stunden) als auch Langzeitstimulation (7 – 10 Tage) assoziiert. Hemmung der PI3K mittels LY294002 (10µM) blockierte sowohl die CDCA-induzierte PKB-Phosphorylierung als auch die Zunahme der Zellmasse. Inhibition der PI3K unterdrückte auch in humanen LX2-Zellen deren TGF-β-abhängige Aktivierung.

Conclusions:

Hydrophobe Gallensäuren führen zur Anreicherung von Sternzellen und gesteigerten Kollagenablagerung in vitro. Diese pro-fibrotische Wirkung wird möglicherweise durch PI3K-abhängige Signale vermittelt. Dieser Signalweg scheint auch für die Aktivierung humaner Sternzellen relevant.