Intestinale Expression von Hornerin und sein Vorkommen in chronisch entzündlichen Darmerkrankungen

Abstract

Das Protein Hornerin (HRNR) wurde zunächst in der Haut entdeckt und scheint eine wichtige Rolle bei der Bildung der Hautbarriere zu spielen. Bei Erkrankungen wie Psoriasis und atopischer Dermatitis, bei welchen die epidermale Barriere gestört ist, zeigten sich verminderte HRNR-Level. Ein wichtiger Bestandteil des Pathomechanismus chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) ist ebenfalls die Störung der intestinalen Barriere. In dieser Arbeit wurde erstmalig die HRNR-Expression im Gastrointestinal-Trakt (GI-Trakt) beschrieben. Dazu wurden Biopsien aus verschiedenen Darmabschnitten analysiert. Die HRNR-Expression im Darm war teilweise sehr hoch, jedoch insgesamt sehr variabel. Im Colon, und dort insbesondere im Sigma, zeigten sich durchschnittlich signifikant höhere HRNR-Level als im Ileum. Darüber hinaus wurde in dieser Arbeit zum ersten Mal das Vorkommen von HRNR in CED untersucht. Im Colon war die HRNR-Expression sowohl in Patienten mit Morbus Crohn (MC) als auch mit Colitis ulcerosa (CU) im Vergleich zu Kontrollen im Schnitt signifikant erniedrigt. Dabei zeigte sich im Sigma von Kontrollen und MC eine Gruppe mit überdurchschnittlich hohen HRNR-Werten, welche in CU fehlte. Auf Proteinebene in immunhistochemischen Färbungen und im Westernblot konnten diese Unterschiede allerdings nicht beobachtet werden. Eine Korrelation zwischen der HRNR-Expression und den patientenbezogenen Faktoren Entzündungsstatus, Befallsmuster bei MC, Alter und Geschlecht bestand nicht. Zusätzlich wurden einige mögliche Regulationswege von HRNR untersucht. Insbesondere wurde der Einfluss von bakteriellen Bestandteilen (LPS, E. coli Nissle 1917, SIHUMI) in verschiedenen Zelllinien und in humanen Biopsien analysiert. Dabei zeigte sich lediglich ein Trend zu höheren HRNR-Werten bei Stimulation mit bakteriellen Bestandteilen, jedoch keine signifikanten Unterschiede. Allerdings konnte HRNR allein durch die Kultivierung mit Zellkulturmedium stark induziert werden, insbesondere auch in den Biopsien von Patienten mit MC und CU. Des Weiteren wurde eine mögliche Funktion des HRNRs untersucht. In anderen Organen, u. a. der Haut und im Brustgewebe, wurde bereits beobachtet, dass HRNR häufig in Form von Fragmenten vorliegt. Für HRNR-Fragmente aus der Haut wurde darüber hinaus eine antimikrobielle Aktivität nachgewiesen. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass HRNR auch im Darm fragmentiert vorliegen kann und potenziell eine große Vielfalt von Fragmenten möglich ist. Daraufhin wurden kleine HRNR-Fragmente aus dem Darm auf antimikrobielle Eigenschaften untersucht. Sie zeigten unter den getesteten Bedingungen jedoch keine antimikrobielle Aktivität. Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen vermuten, dass HRNR aufgrund der teilweise sehr hohen Expression auch im Darm eine wichtige Rolle spielt, mutmaßlich im Zellwachstum, der Zelldifferenzierung, antimikrobiellen Abwehr und Bildung der intestinalen Barriere. Möglicherweise kommt dem Protein durch die beobachteten Unterschiede zwischen den Patientengruppen eine pathophysiologische Bedeutung bei CED zu. Eine besondere Rolle könnte dabei die Fragmentierung spielen, welche eine Methode der Aktivitätsregulierung und Vervielfältigung der Funktionen des Proteins darstellen könnte.