Der Einfluß gesättigter und ungesättigter Fettsäuren auf die mRNA-Expression von Suszeptibilitäts-Genen für Diabetes melliuts Typ II in vaskulären Zellen

Abstract

Hyperlipidämie ist ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung eines Diabetes mellitus Typ II. Es ist bekannt, dass einzelne Fettsäuren in vitro die Gen-Expression und Protein-Synthese von Genen in gleicher Weise verändern können, wie sie in vivo bei Erkrankten gefunden werden. Da in vivo auf die Zellen immer eine Mischung von Fettsäuren einwirkt, wurde untersucht, wie Palmitat als gesättigte und Linoleat als ungesättigte Fettsäure alleine und in Kombination die Gen-Expression quantitativ verändern. Wegen der Bedeutung vaskulärer Komplikationen beim Diabetes mellitus Typ II wurden mit CAEC (coronary artery endothelial cells) und CASMC (coronary artery smooth muscle cells) menschliche vaskuläre Zellen untersucht, als Vergleich dienten HepG2-Zellen als Modell menschlicher Leber-Zellen. Weder bei Fetuin oder bei PPARgamma (Peroxisome Proliferator Activated Receptor Gamma) in HepG2-Zellen noch bei der eNOS (endothelial Nitric Oxide Synthase) in CAEC konnte eine deutliche Änderung der Gen-Expression festgestellt werden. In HepG2-Zellen steigerten Palmitat oder Linoleat, nicht aber deren Kombination, die PGC-1alpha-Gen-Expression (PPARgamma Coactivator 1 alpha) um etwa das 1,4-fache, während in den vaskulären Zellen keine klare PGC-1alpha-Gen-Expression festgestellt wurde. Die Palmitat-induzierte Steigerung der IL-6-Gen-Expression (Inteleukin-6) in CAEC wurde durch Linoleat unterdrückt, während in HepG2-Zellen keine Gen-Expression von IL-6 messbar war. Nicht nur in HepG2-Zellen, sondern auch in den vaskulären Zellen wurde die SCD (Stearoyl-CoA-Desaturase) exprimiert. Dabei steigerte Palmitat in CASMC und in HepG2-Zellen die Gen-Expression, die Kombination aus Palmitat und Linoleat senkte sie. In CASMC wurde die Gen-Expression der SCD zusätzlich durch Linoleat verringert. Damit wird gezeigt, dass sich die Wirkung einer Fettsäure-Kombination nicht aus den Wirkungen ihrer einzelnen Bestandteile herleiten lässt. Die Tatsache, dass auch in diesen Versuchen eine hohe Expression der SCD in vaskulären Zellen belegt werden konnte, könnte Hinweis auf eine bisher unbekannte Rolle des Lipid-Stoffwechsels im Endothel sein.

Hyperlipidaemia is an important risk factor for the development of diabetes mellitus type II. Similar changes of gene expression and protein synthesis by single fatty acids have been observed in vitro and in vivo in patients. Considering that the cell in vivo is always exposed to a mixture of fatty acids, I examined how palmitate as a saturated and linoleate as an unsaturated fatty acid alone and in combination change gene expression quantitatively. Because of the importance of vascular complications in diabetes mellitus type II I used CAEC (coronary artery endothelial cells) and CASMC (coronary artery smooth muscle cells) as a model for human vascular cells. HepG2 cells as a model for human liver cells were used for comparison. There was neither a clear change of gene expression of fetuin, of PPARgamma (peroxisome proliferator activated receptor gamma) in HepG2 cells nor of eNOS (endothelial nitric oxide synthase) in CAEC. PGC-1alpha (PPARgamma coactivator 1alpha) gene expression could be increased by about 1.4 by palmitate or linoleate in HepG2 cells, but not by the combination of the two. No clear increase of PGC-1alpha gene expression, however, could be seen in vascular cells. Linoleate suppressed the increase of interleukin 6 gene expression in CAEC induced by palmitate. No interleukin 6 gene expression was seen in HepG2 cells. Stearoyl-CoA desaturase (SCD) expression could be found not only in HepG2 cells, but also in vascular cells. Palmitate increased SCD expression in CASMC and in HepG2 cells, whereas the combination of palmitate and linoleate decreased it. Linoleate alone led to a decrease of SCD expression in CASMC. In conclusion these results demonstrate that the effect of a combination of fatty acids can not be deduced from the effects of the single components. The high gene expression of SCD in vascular cells confirmed by these experiments could hint at a so far unknown role of lipid metabolism in the endothelium.