Der Thromboxan-A2-Rezeptor trägt zur Aktivierung von pankreatischen Sternzellen der Ratte durch 8-epi-Prostaglandin F2α bei
Die chronische Pankreatitis (CP) ist eine progrediente entzündliche Erkrankung, die durch irreversible Schädigungen des Pankreasgewebes charakterisiert ist, was zu exokriner Insuffizienz und Diabetes führt. Ein Schlüsselmerkmal der CP ist die pancreatiche Fibrose, die aus der übermäßigen Ablagerung extrazellulärer Matrix (ECM) resultiert. Pankreatische Sternzellen (PSCs) gelten als Hauptquelle der ECM im Pankreas, und ihre Aktivierung spielt eine zentrale Rolle in der Entstehung pancreaticher Fibrose. Das Verständnis der molekularen Mechanismen, die der PSC-Aktivierung zugrunde liegen, ist entscheidend für die Entwicklung effektiver Therapien der CP.
Oxidativer Stress wird zunehmend als bedeutender Faktor bei der Aktivierung von PSCs im Rahmen der CP anerkannt. Er triggert pancreatiche Entzündung und Fibrogenese über verschiedene Signalwege. Ein Schlüsselmarker des oxidativen Stresses ist 8-epi-Prostaglandin F2α (8-epi-PGF2α), ein Mitglied der F2-Isoprostan-Familie. 8-epi-PGF2α fördert nachweislich die Aktivierung hepatischer Sternzellen und die Kollagenproduktion, was zu Leberfibrose führt. Seine Rolle bei der pancreatichen Fibrose und PSC-Aktivierung ist jedoch kaum verstanden.
Der Thromboxan-A2-Rezeptor (TxA2r), ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor, ist in verschiedene pathologische Prozesse einschließlich Fibrose involviert. Frühere Studien zeigten, dass TxA2r in aktivierten PSCs nach pancreaticher Schädigung bei Ratten hochreguliert ist. Die Rolle von TxA2r bei der durch oxidativen Stress – insbesondere durch 8-epi-PGF2α – induzierten PSC-Aktivierung ist jedoch unzureichend erforscht. Diese Studie untersuchte die Beteiligung von TxA2r an der 8-epi-PGF2α-induzierten Aktivierung von PSCs und dessen Potenzial als therapeutisches Target bei pancreaticher Fibrose.
Methoden
PSCs wurden aus dem Pankreas männlicher Sprague-Dawley-Ratten mittels enzymatischer Verdauung und Dichtegradientenzentrifugation isoliert. Die Zellen wurden in Iscove-modifiziertem Dulbecco-Medium (IMDM) mit fetalem Kälberserum und Antibiotika kultiviert. Zur Aktivierung wurden PSCs über 48 Stunden inkubiert.
Die TxA2r-Expression in ruhenden und aktivierten PSCs wurde mittels Immunzytochemie und Immunoblot-Analyse untersucht. Für die Immunzytochemie wurden aktivierte PSCs fixiert und mit einem polyklonalen TxA2r-Antikörper inkubiert, gefolgt von einer Visualisierung mittels EliVision-Plus-Kit. Im Immunoblot wurden Proteinextrakte mittels SDS-PAGE aufgetrennt, auf PVDF-Membranen transferiert und mit TxA2r- sowie β-Aktin-Antikörpern detektiert.
Um den Effekt von 8-epi-PGF2α auf PSCs zu testen, wurden die Zellen mit 10⁻⁶, 10⁻⁷ oder 10⁻⁸ mol/l 8-epi-PGF2α für 48 Stunden behandelt. Die mRNA-Spiegel von α-glattmuskulärem Aktin (α-SMA) und Kollagen I – Marker der PSC-Aktivierung – wurden mittels RT-PCR quantifiziert. Der Einfluss von TxA2r-Inhibition wurde durch Behandlung mit dem Antagonisten SQ29548 (10⁻⁴, 10⁻⁶, 10⁻⁷ mol/l) über 48 Stunden untersucht. Zusätzlich wurden PSCs mit SQ29548 (10⁻⁴ mol/l) für 2 Stunden vorbehandelt und anschließend mit 8-epi-PGF2α (10⁻⁷ mol/l) inkubiert.
Ergebnisse
TxA2r war in aktivierten PSCs signifikant hochreguliert verglichen mit ruhenden Zellen. Die Immunzytochemie zeigte eine Lokalisation von TxA2r an der Zelloberfläche und im perinukleären Zytoplasma. Ko-Lokalisationsexperimente bestätigten die Expression in beiden Zellzuständen mit stärkerer Ausprägung in aktivierten PSCs.
Die Behandlung mit 8-epi-PGF2α induzierte eine dosisabhängige Erhöhung der α-SMA- und Kollagen-I-mRNA-Spiegel. Die maximale Steigerung von α-SMA (2,5-fach) trat bei 10⁻⁷ mol/l auf. Im Gegensatz dazu reduzierte SQ29548 die mRNA-Spiegel beider Marker signifikant, wobei die stärkste Hemmung (70 % Reduktion von α-SMA) bei 10⁻⁴ mol/l beobachtet wurde. Die Vorbehandlung mit SQ29548 unterdrückte die 8-epi-PGF2α-induzierte Aktivierung vollständig.
Diskussion
Diese Studie zeigt, dass 8-epi-PGF2α die Aktivierung von PSCs über TxA2r vermittelt. Die Ergebnisse korrelieren mit früheren Befunden zur Rolle oxidativen Stresses in der Leberfibrose. Die Hochregulierung von TxA2r in aktivierten PSCs unterstreicht dessen Funktion als Schlüsselmediator. Die Hemmung durch SQ29548 demonstriert das therapeutische Potenzial von TxA2r-Antagonisten.
Einschränkungen umfassen den in-vitro-Charakter der Studie, der die komplexe in-vivo-Umgebung nicht abbildet. Zukünftige Arbeiten sollten TxA2r-Inhibition in CP-Tiermodellen validieren und weitere beteiligte Signalwege analysieren.
Zusammenfassend identifiziert diese Studie TxA2r als kritischen Akteur in der 8-epi-PGF2α-induzierten PSC-Aktivierung und legt eine pharmakologische Intervention nahe.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000838