Die Rolle von Serum Amyloid A bei der Entstehung von Insulinresistenz in Adipozyten

Abstract

Übergewicht ist ein Hauptrisikofaktor für die Entstehung von Insulinresistenz und Typ-2-Diabetes. Die molekularen Mechanismen, die dabei eine Rolle spielen, sind Gegenstand aktueller Forschung. Insbesondere scheinen Entzündungsvorgänge im Fettgewebe von Bedeutung zu sein. Sensitive Plasmamarker für entzündliche Vorgänge sind Akut-Phase-Proteine wie Serum Amyloid A (SAA). Es konnte gezeigt werden, dass SAA bei übergewichtigen Menschen im Plasma und im Fettgewebe ansteigt und dass der Anstieg mit der Entstehung von Insulinresistenz korreliert. Diese Arbeit geht der Frage nach, ob SAA neben seiner Funktion als Biomarker für Insulinresistenz auch kausal zur Entstehung von Insulinresistenz im Fettgewebe beiträgt. Dazu wurden 3T3-L1 Adipozyten mit humanem, rekombinantem SAA1/2 stimuliert. Die daraus gewonnenen Lysate wurden für Western-Blot- und RNA-Analysen verwendet, um den Einfluss von SAA1/2 auf die Aktivierung inflammatorischer Signalwege und auf die Genexpression zu prüfen. Zum Vergleich wurden Stimulationen mit TNFα, einem bekannten Auslöser für Insulinresistenz, durchgeführt. Die Western-Blot-Analysen zeigen, dass SAA1/2 in 3T3-L1 Adipozyten sowohl den NFкB-Signalweg als auch die MAPKinasen JNK, ERK und p38-MAPK aktiviert. Es handelt sich hierbei um Signalwege, die im Zusammenhang mit Insulinresistenz stehen, da sie den Insulinsignalweg hemmen und zu Veränderungen der Genexpression führen. Die RNA Analysen zeigen, dass SAA1/2 die Genexpression von Chemokinen (Ccl2, Ccl7, Ccl8, Osteopontin, Saa3) induziert. Diese bewirken, dass unter Übergewicht Makrophagen ins Fettgewebe einwandern und die Entzündungsreaktion verstärken. Sie zeigen außerdem, dass SAA1/2 die Genexpression von IL6 und Socs3 induziert. Beide Proteine können in Adipozyten Insulinresistenz auslösen. Neben der Induktion inflammatorischer Gene zeigen die RNA-Analysen, dass SAA1/2 Stoffwechsel-relevante Gene, wie Fasn und Scd1, supprimiert. Die beobachteten Effekte von SAA1/2 in 3T3-L1 Adipozyten fallen geringer aus als in den Stimulationen mit TNFα und eine Hemmung des Insulinsignalwegs durch SAA1/2 alleine konnte nicht nachgewiesen werden. Die Induktion von Chemokinen und die Aktivierung inflammatorischer Signalwege durch SAA in 3T3-L1 Adipozyten sind jedoch Hinweise, dass SAA auch in vivo an der Entzündungsreaktion im Fettgewebe bei Übergewicht beteiligt ist.

Obesity is a main risc factor for the development of insulin resistance and typ-2-diabetes. The molecular mechanisms are part of current research. Apparently inflammation in adipose tissue plays an important role. A sensitive marker for inflammation is Serum amyloid A (SAA). Its plasma concentration is increased in obese humans and correlates with the development of insulinresistance. To find out the influence of SAA on insulin sensitivity, 3T3-L1 Adipocytes were stimulated with human recombinant SAA1/2 and used for western-blot and RNA-analysis. Both were compared to stimulations with TNFα, a well known inducer of insulin resistance. The results show an activation of inflammatory signalling pathways in 3T3-L1 Adipocytes by SAA1/2 (MAP-kinase JNK, ERK and p-38 and NFкB). These signalling pathways are integrated in the insulin signalling pathway. They show an inhibitory effect on insulin signalling and lead to changes in gene expression. In addition RNA-analysis show an induction of cytokines (Ccl2, Ccl7, Ccl8, Osteopontin and Saa3) in 3T3-L1 Adipocytes by SAA1/2, which are responsible for macrophage infiltration in adipose tissue and increasing inflammation in obesity. IL6 and Socs3 are also induced and can lead to insulinresistance in adipocytes. Furthermore RNA analysis show a suppression of metabolic genes ( Fasn, Scd1) as it is seen in insulin resistance. All effects are smaller compared to stimulations with TNFα and exclusive stimmulation with SAA1/2 does not cause insulin resistence in 3T3-L1 Adipocytes. However the activation of inflammatory signalling pathways and induction of cytokines in 3T3-L1 Adipocytes by SAA1/2 indicate that SAA is involved in obesity induced inflammation in adipose tissue in vivo.