Rolle der C1q/TNF-related Proteins 1-13 im Stoffwechsel

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Rolle der Adiponektinparaloge, der C1q/TNF-related Proteine (CTRP s), auf intrazelluläre AMPK-Signaltransduktionswege, die Translokation der Glukosetransporter und die Glukoseaufnahme untersucht. Hierbei konnte in verschiedenen Rattenorganen nachgewiesen werden, dass die CTRP s ubiquitär in unterschiedlicher Ausprägung exprimiert werden, während Adiponektin vor allem im Fettgewebe detektierbar ist. In HEK293-Zellen induzierten CTRP 2, 3, 7 und 9 die Phosphorylierung der AMPK am Thr172 und der ACC am Ser79, wobei die ACC-Phosphorylierung der AMPK-Aktivierung vorausging. CTRP 7 und 9 induzierten die Phosphorylierung der AMPK und ACC in H9C2-Zellen. Hier zeigte sich ebenfalls bereits eine frühe Phosphorylierung der ACC. Durch die Gabe des AMPK-Inhibitors Ara A konnte die CTRP 7- und die CTRP 9-induzierte AMPK-Aktivierung vollständig, die Phosphorylierung der ACC dagegen nur teilweise verhindert werden. Um herauszufinden, ob die CTRP-Effekte über Adiponektinrezeptoren vermittelt sind, wurde in H9C2-Zellen die Expression der Adiponektinrezeptoren AdipoR1 und AdipoR2 mit Hilfe von siRNA-Oligonukleotiden unterdrückt. Nur in AdipoR1-herabregulierten H9C2-Zellen zeigte sich keine CTRP 7- oder CTRP 9-induzierte Phosphorylierungen der AMPK und der ACC. Die Translokation der Glukosetransporter GLUT1 und GLUT4 vom Zytosol in die Membran war nach Stimulation mit CTRP 7 und 9 in H9C2-Zellen bereits nach wenigen Minuten deutlich nachweisbar. Nach Vorbehandlung mit Ara A konnte die durch CTRP 9-induzierte GLUT1-Translokation vollständig, die CTRP 7-vermittelte GLUT1-Translokation dagegen nur teilweise gehemmt werden. Im Gegensatz dazu ergab sich nach Ara A Behandlung lediglich eine Reduktion der durch CTRP 7 gesteigerten GLUT4-Translokation. In H9C2-Zellen konnte eine Steigerung der Glukoseaufnahme nach Stimulation mit CTRP 7 und 9 nachgewiesen werden. Die Aufnahme von Glukose wurde durch Ara A in untransfizierten Zellen gehemmt, während es in GLUT4-überexprimierenden Zellen nur zu einer teilweisen Blockade der Glukoseaufnahme durch den AMPK-Hemmstoff kam. In the present study, the effects of the adiponectin paralogs C1q/TNF-related proteins (CTRP s) on the intracellular AMPK signaling pathway, glucose transport and glucose uptake was examined. It was demonstrated in different rat organs, that CTRP s are ubiquitously expressed in a variety of rat tissues, whereas adiponectin can most notably be detected in adipose tissue. In HEK293 cells CTRP 2, 3, 7, 9 induced the phosphorylation of AMPK at Thr172 and ACC at Ser79, but the phosphorylation of ACC preceded the activation of AMPK. CTRP 7 and CTRP 9 induced the phosphorylation of AMPK and ACC in H9C2 cells. Furthermore, an early phosphorylation of ACC was shown in these cells after treatment with CTRP 9. Treatment with the AMPK inhibitor Ara A prevented the CTRP 7 and 9-induced AMPK activation completely, while phosphorylation of ACC was only partially blocked. To investigate whether the effects of CTRP s are mediated by the adiponectin receptors, the expression of adiponectin receptors AdipoR1 and AdipoR2 in H9C2 cells was suppressed using siRNA oligonucleotides. Only in AdipoR1-knockdown H9C2 cells, CTRP 7- and 9-induced phosphorylation of AMPK and ACC could not be detected. The translocation of GLUT1 and GLUT4 from the cytosol to the cell membrane was detectable shortly after stimulation with CTRP 7 and 9. After pretreatment with Ara A, CTRP 9-induced GLUT1 translocation was completely inhibited, while CTRP 7-induced GLUT1-translocation was only partially inhibited. In contrast, Ara A treatment only resulted in the reduction of CTRP 7-induced GLUT4 translocation. In H9C2 cells, an increase of glucose uptake was detected after the stimulation with CTRP 7 and 9. The glucose uptake was inhibited by Ara A in untransfected cells, while it was only partially blocked in cells overexpressing GLUT4.