Freie Vorträge und Poster - Jahrestagung DDG 2012

der RetSat als Therapie bei Typ-2 Diabetes zur Senkung der Blutglukose
geeignet sein könnte.
FV69
Modulating glucocorticoid receptor
translocation in the liver – therapeutic relevance
for HDAC6?
Winkler R 1 , Clemenz M 1 , Bloch M 1 , Foryst-Ludwig A 1 ,
Matthias G 2 , Truee O 2 , Matthias P 2 , Kintscher U 1
1 CharitØ Universitätsmedizin Berlin – Institute of
Pharmacology, Center for Cardiovascular Research, Berlin,
Germany; 2 Friedrich Miescher Institute for Biomedical
Research (FMI), Novartis Research Foundation, Basel,
Switzerland
In vitro the histone deacetylase 6 (HDAC 6) has been shown to be a
major deacetylase of heat shock protein 90 (HSP90). It is mediating
glucocorticoid receptor (GR) ligand interaction since the correct folding
of the GR as HSP90 client protein depends on HSP90 acetylation status.
We could recently show that HDAC 6 deficiency results in an attenuation
of dex-induced whole-body glucose intolerance as well as insulin resistance.
In the present study we investigated the underlying mechanism
of HDAC 6 as a modulator of metabolic GR function. For this study we
worked with primary hepatocytes isolated from wildtype (wt) and
HDAC 6 deficient (HDAC 6KO) mice as well as with chronically dexamethasone-
(dex) and vehicle-treated wt and HDAC 6KO mice (3 weeks
i. p. injection; 1 mg/kg body weight). Additionally we performed experiments
in H4IIE rat hepatoma cells with different HDAC inhibitors. Primary
hepatocytes isolated from wt and HDAC 6KO mice were transfected
with a GR-eGFP plasmid before stimulation with the glucocorticoid
dex revealing attenuated dex-induced nuclear translocation of the
GR in HDAC 6KO hepatocytes by analysis with fluorescence microscopy.
This effect was confirmed by evaluating GR protein content in cytoplasmic
and nuclear fractions of livers of the corresponding chronically dexand
vehicle-treated mice. Isolated mRNA from these livers was used to
conduct a whole genome microarray (Affimetrix Ò ) confirming that
HDAC 6 does not act as a transcriptional regulator but attenuates GRmediated
gene regulation (i. e. Dusp1 13- vs. 7-fold). In addition to recently
shown impaired dex-induced gene expression of key gluconeogenic
enzymes in the liver of HDAC 6KO mice, we now confirmed this
effect of HDAC 6 by the use of tubacin as selective HDAC6-inhibitor. In
H4IIE hepatoma cells tubacin potently blocked dex-induced gene expression
of glucose 6-phosphatase and phosphoenolpyruvate carboxykinase.
Accordingly this attenuation showed to be metabolically relevant
for the glucose output of wt and HDAC 6KO primary hepatocytes as
analysis revealed significantly less secreted glucose of dex-treated
HDAC 6KO compared to the respective wt cells (HDAC 6KO 50% vs. wt
85% increase, p < 0.05). With the results of the present study we deem it
appropriate that HDAC 6 resembles an important regulator of metabolic
GR-function since HDAC 6 deficiency leads to impaired GR-translocation
which in turn leads to attenuation of gluconeogenesis. Modulation of
GR-function by selective HDAC6 inhibition may therefore provide an
opportunity for therapeutic intervention.
FV70
Der Effekt vermehrter Lipidakkumulation in der
Leber auf die hepatische Mitochondrienfunktion
SØquaris G 1 , Szendrödi J 1 , Kotzka J 2 , Phielix E 1 , Knebel B 2 ,
Partke HJ 1 , Müller-Wieland D 3 , Roden M 1
1 Institut für Klinische Diabetologie am Deutschen Diabetes
Zentrum, Leibniz Zentrum für Diabetesforschung an der
Heinrich-Heine Universität Düsseldorf, Düsseldorf,
Germany; 2 Institut für Klinische Biochemie und
Pathobiochemie, Deutsches Diabetes Zentrum, Düsseldorf,
Germany; 3 Institut für Diabetesforschung, Hamburg,
Germany
Ektope Fettspeicherung in der Leber korreliert mit gestörter Mitochondrienfunktion
und Insulinresistenz. Die Frage nach dem kausalen Zusammenhang
zwischen diesen Ereignissen konnte bis jetzt jedoch noch
nicht aufgeklärt werden. Aus diesem Grund untersuchten wir zwei
transgene Maus-Stämme, die aufgrund der leber- (alb-SREBP-1c, n = 7)
oder fettgewebs- (aP2-SREBP-1c, n = 8) spezifischen Überexpression des
lipogenen Transkriptionsfaktors sterol regulatory-element binding protein-1c
(SREBP-1c) eine nicht-alkoholische Fettleber entwickeln, und
eine entsprechende Kontrollgruppe von Wildtyp-Mäusen (con, n = 10)
im Alter von 18 Wochen. Alb-SREBP-1c-Mäuse entwickeln aufgrund einer
Stimulierung der hepatischen Lipogenese eine primäre nicht-alko-
46. Jahrestagung der Deutschen Diabetes-Gesellschaft | 1. – 4. Juni 2011, Leipzig
holische Fettleber (NAFLD), während aP2-SREBP-1c-Mäuse einen lipodystrophen
Phänotyp mit massiv gesteigerter ektoper Fettspeicherung
in der Leber und somit eine sekundäre NAFLD ausbilden. Der Mitochondriengehalt
(mtDNA: nuclearDNA Ratio) wurde mittels quantitativer
PCR bestimmt. Die mitochondriale oxidative Kapazität von Komplex I
und Komplex II wurde mithilfe hochauflösender Respirometrie (Oroboros
Instruments) in permeabilisierten Leber-Proben gemessen. Die Serum-Insulinkonzentrationen
wurden mittels ELISA (Mercodia) bestimmt.
AP2-SREBP-1c Mäuse wiesen ein 37% höheres Lebergewicht
im Vergleich zu Kontrolltieren auf, während alb-SREBP-1c zu diesem
Zeitpunkt noch keine makroskopisch sichtbare Fettleber entwickelten
(aP2-SREBP-1c: 1,55 € 0,11; alb-SREBP-1c: 1,04 € 0,10; con: 1,13 € 0,17 g;
p < 0,001 aP2 vs. alb und con). Zusätzlich konnte eine 66% höhere mitochondriale
Oxidationsrate in Komplex I und Komplex II in der Leber
von aP2-SREBP-1c als von alb-SREBP-1c und Kontrollen gemessen werden
(aP2-SREBP-1c: 53 € 14; alb-SREBP-1c: 33 € 8; con: 32
€ 9 pmol.s -1 .mg -1 ; p = 0,001 aP2 vs. con; p = 0,004 aP2 vs. alb). Im Gegensatz
dazu war der Mitochondriengehalt in der Leber von aP2-SREBP-1c
um 10% reduziert (aP2-SREBP-1c: 1,46 € 0,13; Alb-SREBP-1c: 1,63 € 0,08;
con: 1,57 € 0,08; p = 0,04 aP2 vs. con; p = 0,02 aP2 vs. alb). Zusätzlich
waren Seruminsulinkonzentrationen von aP2-SREBP-1c gegenüber denen
von Kontrolltieren um das 6,5fache und gegenüber denen von alb-
SREBP-1c um das 3,8fache erhöht (aP2-SREBP-1c: 3,65 € 2,05; alb-
SREPB-1c: 0,97 € 1,06; con: 0,56 € 0,38 ng/mL; p < 0,001 aP2 vs. con;
p = 0,002 aP2 vs. alb). Zusammenfassend ist die sekundäre NAFLD von
aP2-SREBP-1c Mäusen durch einen geringeren Mitochondrien-Gehalt
der Leber als Zeichen einer frühen Störung der mitochondrialen Biogenese
gekennzeichnet. Die höhere oxidative Kapazität der Mitochondrien
in der Leber könnte einer Adaptation an die gesteigerte Verfügbarkeit
von Lipiden entsprechen, während die Hyperinsulinämie auf eine beginnende
Insulinresistenz hinweist.
FV71
Adipöse ob/ob Mäuse weisen eine
mitochondriale Dysfunktion in Langerhansschen
Inseln, Leber und Fettgewebe auf
Schultz J 1 , Baltrusch S 1
1 Universität Rostock, Institut für Medizinische Biochemie
und Molekularbiologie, Rostock, Germany
Fragestellung: Mitochondrien bilden in der Zelle ein dynamisches tubuläres
Netzwerk, welches durch ständige Fusions- und Teilungsprozesse
aufrechterhalten wird. Während das Protein Optic atrophy 1 (OPA1)
und die Mitofusin homologen Proteine Mfn1 und Mfn2 Fusionsprozesse
vermitteln, regulieren Fis1 und das Dynamin-Related Protein1 (Drp1) die
Teilung. Ein fragmentiertes mitochondriales Netzwerks als auch eine
herabgesetzte mitochondriale Dynamik werden als begünstigende Faktoren
bei der Manifestation eines Typ 2 Diabetes mellitus diskutiert.
Dabei wird Fis1 eine Schlüsselfunktion zugesprochen. Daher war es
das Ziel dieser Studie, das mitochondriale Netzwerk und die mitochondriale
Funktion in Langerhansschen Inseln und insulinsensitiven Organen
von adipösen ob/ob Mäusen zu untersuchen. Methodik: Aus adipösen
ob/ob Mäuse (B6.V-lepob) und normalgewichtigen Kontrolltiere
(C 57BL/6 J) wurden Langerhanssche Inseln isoliert und zudem Leber,
Pankreas, Muskel und Fettgewebe entnommen. Die Genexpression wurde
durch quantitative Real-Time PCR, die Expression auf Proteinebene
mittels Western Blot und Immunfluoreszenz analysiert. Für die Darstellung
der Mitochondrien wurde MitoTracker Deep Red verwendet. Ergebnisse:
Die Genexpression von Fis1, Drp1, OPA1, Mfn1 und Mfn2 war in
den Langerhansschen Inseln von adipösen ob/ob Mäusen im Vergleich
zu Kontrollmäusen um bis zu 90% verringert, was auf eine reduzierte
Mitochondriendynamik hinweist. Immunhistochemisch konnte nachgewiesen
werden, dass die Fis1 Expression in den Beta-Zellen der Langerhansschen
Inseln von ob/ob Mäusen vermindert ist. Die Gen- und
Proteinexpression von Fis1 war auch in der Leber der ob/ob Mäuse vermindert,
während Drp1 verstärkt exprimiert wurde. Da beide Proteine
sich in ihrer Funktion nicht ersetzen können, sollten mitochondriale
Teilungsprozesse in der Leber von ob/ob Mäusen beeinträchtigt sein.
Dies konnte durch die mikroskopische Analyse des Mitochondriennetzwerkes
bestätigt werden. Die homogene mitochondriale Struktur der
Kontrollmäuse war bei adipösen ob/ob Mäusen nicht detektierbar. Während
die Gen- und Proteinexpression von Fis1 im Fettgewebe der ob/ob
Mäuse ebenfalls signifikant vermindert war, konnte im Muskel nur eine
leichte Abnahme detektiert werden. Interessanterweise konnte eine verminderte
Proteinexpression der Atmungskettenkomplexe und der ATP-
Synthase in Leber und Fettgewebe, nicht aber im Muskel von ob/ob
Mäusen nachgewiesen werden. Schlussfolgerung: Die Mitochondriendynamik
ist in den Langerhansschen Inseln, sowie in Leber und Fett-
& Korrekturexemplar: Veröffentlichung (auch online), Vervielfältigung oder Weitergabe nicht erlaubt! &
Diabetologie & Stoffwechsel 2011; 6: S1–S103
S29