Defizit des Two-Pore-Segment-Kanals 2 trägt über die Regulation von Apoptose und Zellzyklus zum systemischen Lupus erythematodes bei
Der systemische Lupus erythematodes (SLE) ist eine komplexe Autoimmunerkrankung, die durch die Produktion verschiedener Autoantikörper und Immunkomplexe gekennzeichnet ist, die mit multiplen Organen wie Nieren, Gelenken und dem Blut interagieren. SLE betrifft Menschen aller Ethnien, Geschlechter und Altersgruppen, zeigt jedoch eine höhere Prävalenz bei erwachsenen Frauen, wobei die Erkrankung drei- bis sechsmal häufiger bei Frauen als bei Männern auftritt. Trotz umfangreicher genetischer Studien, darunter genomweite Assoziationsstudien (GWAS) und exomweite Analysen, bleiben die exakten Ursachen von SLE unklar. Diese Studie untersucht die Rolle des Two-Pore-Segment-Kanals 2 (TPCN2) in der Pathogenese von SLE.
TPCN2 gehört zur Familie der Two-Pore-Kanäle (TPCs), die in sauren Ca²⁺-Speichern des Endolysosomalsystems lokalisiert sind und in verschiedenen Gewebetypen exprimiert werden. TPCs wurden mit Erkrankungen wie Parkinson, nicht-alkoholischer Fettleber, Ebola, Diabetes und Krebs in Verbindung gebracht. Frühere Studien identifizierten TPCN2 als Suszeptibilitätsgen für SLE, doch seine funktionelle Rolle bleibt ungeklärt.
Um die Expression von TPCN2 bei SLE-Patienten zu analysieren, wurde die quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR) in peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) eingesetzt. Die Ergebnisse zeigten eine signifikant reduzierte TPCN2-Expression in SLE-PBMCs im Vergleich zu gesunden Kontrollen. Mittels Lentiviren-basierter Knockdown-Experimente in Jurkat- und THP-1-Zelllinien wurde die funktionelle Rolle von TPCN2 weiter untersucht. Die Herunterregulation von TPCN2 wurde auf RNA- (qRT-PCR) und Proteinebene (Western Blot) bestätigt.
TPCN2-Knockdown hemmte die Zellproliferation in beiden Zelllinien signifikant, gemessen mittels CCK-8-Assay. Durchflusszytometrische Analysen ergaben, dass TPCN2-Defizienz Apoptose und einen G2/M-Zellzyklusarrest induzierte. In Jurkat-Zellen war der Anteil Annexin V-positiver Zellen (frühe/späte Apoptose) im Knockdown dreimal höher als in der Kontrolle. In THP-1-Zellen führte TPCN2-Knockdown zu 13,86 % (sh#1) bzw. 20,26 % (sh#2) Apoptose.
RNA-Sequenzierungsanalysen TPCN2-defizienter Jurkat-Zellen identifizierten 906 hochregulierte und 312 herunterregulierte Gene in sh#1 sowie 362 hoch- und 598 herunterregulierte Gene in sh#2. GO- und KEGG-Pfadanalysen zeigten, dass die differenziell exprimierten Gene (DEGs) an Prozessen wie dem FoxO-Signalweg, Schildhormon-Signalgebung und T-Zell-Rezeptor-Pfaden beteiligt waren. Eine Gen-Set-Enrichment-Analyse (GSEA) verknüpfte TPCN2-Defizienz mit der G2/M-Checkpoint-Aktivierung, Entzündungsreaktionen, IFN-γ-Signalgebung und dem Komplementsystem. Zudem waren der PI3K-AKT-mTOR- und der IL-6-JAK-STAT-Signalweg in Knockdown-Gruppen angereichert.
Die Validierung ausgewählter DEGs bestätigte die Hochregulation von NCOA3, S100A8, AHNAK, GRB10, PMEPA1 und ERO1A sowie die Herunterregulation von ARHGDIB und CX3CR1 in TPCN2-defizienten Zellen. Diese Gene spielen Schlüsselrollen in Zellwachstum und Apoptose.
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass TPCN2-Defizienz Proliferation hemmt, Apoptose induziert und den Zellzyklus in der G2/M-Phase arrestiert. Die beobachteten Effekte auf zelluläre Signalwege unterstreichen die Bedeutung von TPCN2 in der SLE-Pathogenese. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass TPCN2 ein potenzieller protektiver Faktor gegen SLE sein könnte, was neue therapeutische Ansätze eröffnet. Weitere Studien sind erforderlich, um die zugrunde liegenden Mechanismen zu klären.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001893