The effects of cholesterol lowering agents on the proteome of primary human hepatocytes

Abstract

Cholesterol plays a crucial role for human life. It is a part of eukaryotic lipid bilayers, necessary for cell division and serves as a precursor for steroid hormones. The effects of cholesterol lowering agents are not yet fully understood. This study describes, for the first time, the effects of the HMG-CoA reductase inhibitor rosuvastatin and the new CYP51A1 inhibitor LEK-935 on the proteome of primary human hepatocytes. Samples derived from two different human donors were analysed. They were sub-fractionated prior to the proteome analysis to enhance the resolution of the analysis. The cytosolic and microsomal fractions were analysed in a semi-quantitative manner by 2D-PAGE and nLC-MS respectively. A final set of 44 proteins was found to be differentially expressed. This set contains proteins already known to be affected and involved in the cholesterol biosynthesis. It also contains proteins that cannot be directly related to cholesterol metabolism and that have not yet been described to be affected by cholesterol lowering agents. The finding of the already known proteins validates the chosen experimental design while the other proteins provide new information and represent targets for further investigations. RT-PCR measurements performed at a chosen set of proteins validate the results. They furthermore underline the huge inter-individual differences observed during the proteome analysis.

Cholesterin ist essentiell für das menschliche Leben. Es ist integraler Bestandteil eukaryotischer Membranen, notwendig für die Zellteilung und dient als Vorläufermolekül der Steroidhormone. Die Effekte von cholesterinsenkenden Medikamenten sind bis heute noch nicht vollständig aufgeklärt. Diese Arbeit beschreibt zum ersten Mal die Effekte des HMG-CoA Inhibitors Rosuvastatin und des neuen CYP51A1 Inhibitors LEK-935 auf das Proteom primärer humaner Hepatozyten. Die cytosolische sowie die mikrosomale Fraktion von zwei menschlichen Spendern wurde mittels 2D-PAGE und nLC-MS semi-quantitative analysiert. Insgesamt wurden 44 Proteine als differenziell exprimiert gefunden. Unter diesen finden sich Proteine von denen bereits bekannt ist, dass sie beeinflusst werden und die in die Cholesterinbiosynthese involviert sind. Es finden sich aber auch Proteine die nicht direkt mit dem Cholesterinmetabolismus in Verbindung gebracht werden können und deren Beeinflussung durch cholesterinsenkende Medikamente noch nicht bekannt ist. Die bereits bekannten Proteine belegen den experimentellen Ansatz. Gleichzeitig stellen die anderen Proteine neue Informationen und damit neue Ziele für weitergehende Untersuchungen dar. Die gewonnenen Ergebnisse wurden durch RT-PCR-Analysen eines ausgewählten Sets an Proteinen bestätigt. Diese Validierungsexperimente unterstreichen darüber hinaus die großen inter-individuellen Unterschiede, die auch schon in der Proteomanalyse gefunden wurden.