Expressionsmuster verschiedener Adipozytokine in humanem, viszeralen Fettgewebe nach einer Inkubation mit Interleukin 6

Abstract

In den letzten Jahren konnten zahlreiche, vom Fettgewebe sezernierte Adipozytokine identifiziert werden, die eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes spielen. Als häufigster Risikofaktor gilt dabei die Adipositas (Arita, Kihara et al. 1999). Ziel dieser Studie war es, unter dem Einfluss vom IL-6 neue Regulationsmechanismen aufzudecken, welche die Expression von Adiponectin, TNF-α und Visfatin beeinflussen.

Intraoperativ wurde von Patienten, die sich einem abdominalchirurgischen Eingriff unterziehen mussten, mesenteriales Fettgewebe entnommen. Bei dem Kollektiv handelte es sich um nicht-diabetische normalgewichtige bzw. adipöse Probanden. Es wurden über 72 Stunden Gewebekulturen angelegt. Das Gewebe wurde innerhalb dieser Zeit für entweder 24, 48 oder 72 Stunden mit 50ng/ml IL-6 inkubiert. Eine unbehandelte Negativkontrolle, ohne IL-6-Inkubation, wurde über den gesamten Zeitraum mitgeführt. Es wurde eine relative Quantifizierung der mRNA-Expression mittels Real-time PCR mit spezifischen Primern für Adiponectin, TNF-α und Visfatin durchgeführt.

Nach Inkubation mit IL-6 für 24, 48 bzw 72 Stunden konnten im normalgewichtigen Kollektiv für keinen Zeitraum signifikante Änderungen der mRNA Expression von Adiponectin, TNF-α und Visfatin gezeigt werden. Im adipösen Kollektiv konnte nach Inkubation mit IL-6 über 48 Stunden eine signifikante Zunahme der Adiponectin mRNA Expression um 163% im Median beobachtet werden (p<0,05). Die TNF-α mRNA Expression stieg nach 72 Stunden Inkubation mit IL-6 signifikant um 96% im Median an (p<0,05). Sowohl nach 48 Stunden Inkubation mit IL-6 als auch nach 72 Stunden Inkubation mit IL-6 zeigte sich ebenfalls ein signifikanter Anstieg der Visfatin mRNA Expression. Dieser betrug nach 48 Stunden Inkubation mit IL-6 im Median 52% (p<0,05) und nach 72 Stunden Inkubation mit IL-6 im Median 46% (p< 0,05).

Des Weiteren wurde eine Korrelationsanalyse bezüglich BMI, WHR, CRP und Nüchtern-Glukose im Plasma mit der mRNA Expression der verschiedenen Adipozytokine durchgeführt. Diese zeigte eine signifikante positive Korrelation von BMI und der Adiponectin mRNA Expression nach 24, 48 und 72 Stunden Inkubation mit IL-6. Der Korrelationskoeffizient betrug nach 24 Stunden Inkubation mit IL-6 0,409 bei p=0,02, nach 48 Stunden Inkubation mit IL-6 0,541 bei p=0,001 und nach 72 Stunden Inkubation mit IL-6 0,532 bei p=0,001. Für die TNF-α mRNA Expression konnte keine signifikante Korrelation nachgewiesen werden. Die Visfatin mRNA Expression zeigte ebenfalls sowohl nach 24 als auch nach 48 und 72 Stunden Inkubation mit IL-6 eine positive Korrelation mit dem BMI. Der Korrelationskoeffizient betrug nach 24 Stunden Inkubation mit IL-6 0,407 bei p=0,028, nach 48 Stunden Inkubation mit IL-6 0,413 bei p=0,026 und nach 72 Stunden Inkubation mit IL-6 0,414 bei p=0,04. Für die WHR, CRP und Nüchtern-Glukose im Plasma konnte keine signifikante Korrelation mit der mRNA Expression der entsprechenden Adipozytokine nachgewiesen werden.

Die durchgeführte Studie bestätigt die Hypothese, dass Zytokine wie IL-6 die Expression von adipozytären Hormonen beeinflussen und zeigt damit potentielle Regelkreisläufe im viszeralen Fettgewebe auf. Unter dem Einfluss von IL-6 kam es wider erwartend in dem Gewebe des nichtdiabetischen adipösen Kollektivs zu einem Anstieg der Adiponectinexpression. Hierbei könnte es sich um einen Kompensationsmechanismus adipöser nichtdiabetischer Patienten handeln, welcher der Entwicklung einer Insulinresistenz bzw. eines Typ-2-Diabetes entgegenwirkt. IL-6 reguliert weiterhin möglicherweise direkt die Expression von TNF-α und Visfatin, wodurch sich hohe TNF-α und Visfatinkonzentrationen bei Adipositas und Typ-2-Diabetes erklären lassen. Es konnte gezeigt werden, dass es eindeutige Unterschiede zwischen dem Fettgewebe normalgewichtiger und übergewichtiger Personen gibt. Diese Unterschiede könnten in der erhöhten Migration von Entzündungszellen in das Gewebe übergewichtiger Patienten begründet liegen.

There has been much effort to define the role of adipocytokines, which are soluble mediators derived from adipocytes, in the interaction between adipose tissue and a chronic subclinical inflammation causing type 2 diabetes and microvascular alterations on the base of obesity. The effect of IL 6 on adiponectin, TNF-alpha and visfatin was investigated by incubating human visceral adipose tissue of obese and nonobese probands with IL 6 for 24, 48 and 72 hours. The mRNA expression of these adipocytes where determined. There where no significant effect on adiponectin, TNF alpha or visfatin mRNA expression in nonobese probands measured but there was surpricingly an increase of adiponectin mRNA expression as well as a alteration of TNF alpha- and visfatin mRNA level after incubation with IL 6. Our results support the concept of inflammatory mediators affecting the expression of adipocytokines such as adiponectin, TNF alpha and visfatin. Against expectation there was an increase of adiponectin under the influence of IL 6 in the tissue of obese probands. A compensation mechanism that supports obese patients from typ 2 diabetes could be the reason. We further demonstrated that IL 6 has regulatory functions on TNF alpha and visfatin which could explain high TNF alpha and visfatin level in states of obesity and insulin resistance. We demonstrated a difference in endocrinological processes in visceral adipose tissue of obese and nonobese probands. This difference could be caused by the increased migration of immunological cells in the adipose tissue of obese patients.