Regulation und synergistische Interaktion des Transkriptionsfaktors TonEBP/NFAT5 mit NF-kappaB: Osmotischer Stress als proinflammatorischer Stimulus
Nephrologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Tonicity-responsive enhancer binding/nuclear factor of activated T cells 5 (TonEBP/NFAT5) ist ein osmosensitiver Transkriptionsfaktor und zählt zu den Hauptregulatoren im Prozess der Harnkonzentrierung und für die Osmoadaptation der Zellen der renalen Medulla. Über welche Signalwege die TonEBP/NFAT5-Aktivität unter hypertonen Bedingungen reguliert wird, war Gegenstand von Teilprojekt A dieses Projektes. Unsere Daten zeigen, dass die Focal Adhesion Kinase (FAK) dabei eine zentrale Rolle einnimmt. Durch pharmakologische Hemmung und siRNA-knockdown der FAK kommt es zu einer deutlichen Verminderung der transkriptionellen Aktivität von TonEBP/NFAT5 und damit zur verminderten Expression seiner Zielgene in HEK293- Zellen. Dabei ist dieser Effekt nicht durch eine veränderte Translokation in den Zellkern vermittelt. Auch die Transkription des TonEBP/NFAT5-Gen war nur marginal reduziert. Vielmehr war die mRNA-Stabilität von TonEBP/NFAT5 infolge der FAK-Hemmung signifikant vermindert, was mit einer niedrigeren Reporteraktivität der 3’UTR der TonEBP/NFAT5 mRNA einhergeht. So dass sich zusammenfassend sagen lässt, dass FAK ein Schlüsselregulator der TonEBP/NFAT5-Aktivität ist, indem es seine Abundanz durch die Stabilisierung der mRNA in Abhängigkeit des 3’UTR erhöht. Neben der Regulation der TonEBP/NFAT5-Aktivität war die Rolle von TonEBP/NFAT5 im Rahmen einer Immunantwort ein Hauptpunkt dieses Projekts. Die für Teilprojekt B vorgelegten Vorarbeiten haben auf eine synergistische Interaktion von TonEBP/NFAT5 und NF-ᴋB in der Regulation von Zytokinen und Chemokinen bei LPS-Stimulation hingedeutet, die unter hypertonen Bedingungen noch gesteigert werden kann. Diese Daten konnten wir im Rahmen dieses DFG-Projekts allerdings nicht überzeugend belegen. Nach unserer Datenlage führt eine LPS-Stimulation von medullären Sammelrohrzellen (IMCD3) weder zu einer erhöhten mRNA-Expression von TonEBP/NFAT5 noch zu einer gesteigerten Translokation in den Zellkern. Neben LPS kann zwar auch osmotischer Stress die Expression von pro-inflammatorischen Mediatoren wie CCL2 und TNFα induzieren, doch sehen wir keine eindeutigen synergistischen Effekte von LPS und hypertonen Bedingungen hinsichtlich der Zytokinexpression. Letzte Experimente stehen dazu noch aus. Erste ex vivo Experimente mit primären Milzzellen von TonEBP/NFAT5 knock-out Mäusen zeigen zudem keine deutlichen Veränderungen in der TNFα-Produktion nach LPS-Stimulation. Aber auch hier sind noch abschließende Experimente in Planung. So dass wir zusammenfassend keine klare Aussage zur Rolle bzw. zur Notwendigkeit von TonEBP/NFAT5 für die inflammatorischen Antwort treffen können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2014. Focal adhesion kinase regulates the activity of the osmosensitive transcription factor TonEBP/NFAT5 under hypertonic conditions. Front Physiol. 2014 Apr 4;5:123
Neuhofer W, Küper C, Lichtnekert J, Holzapfel K, Rupanagudi KV, Fraek ML, Bartels H, Beck FX
(Siehe online unter https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00123) - 2015. Generation of a conditional knockout allele for the NFAT5 gene in mice. Front Physiol. 2015 Jan 5;5:507
Küper C, Beck FX, Neuhofer W
(Siehe online unter https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00507)
