Zsírmáj, elhízás és hepatocellularis carcinoma. Az uncoupling protein-2 és a fluvastatin lehetséges hatásai

Absztrakt
A zsírmáj, és ennek következtében létrejövő inzulinrezisztencia az obesitas egyik legfontosabb szövődménye. A NAFLD érzékeny mindazon noxákra, melyek a hepatocellularis energia homeosztázist károsítják. A zsírmáj lipiddel telt hepatocytáiban az uncoupling protein-2 expressziója fokozott. Az UCP2 a protoncsorgás szabályozásán keresztül versenyez a sejtek ATP-szintézisével, illetve szabályozza a reaktív oxigéngyökök termelését is. Ugyanakkor, a fehérje expressziója és a májat akutan károsító behatások következményei közötti összefüggés még nem tisztázott. Felmerült a kérdés, miszerint az UCP2 hiánya előnyös-e leptinhiányos ob/ob egerekben létrehozott Fas-mediált akut májkárosodásban. UCP2-deficiens ob/ob egereket (ob/ob:ucp2-/-) és ezek UCP2-t expresszáló társait (ob/ob:ucp2+/+) anti-Fas (Jo2) injekcióval oltottuk intraperitonealisan. A kisebb dózisú (0,15 mg/ttkg) Jo2-antitest kisebb mértékű ALT-emelkedést és alacsonyabb apoptoticus rátát eredményezett az ob/ob:ucp2-/- egerekben. A nagyobb adagban (0,4 mg/ttkg) injektált anti-Fas antitest az összes állat 24 órán belüli elhalását eredményezte, ugyanakkor az ob/ob:ucp2-/- egerek túlélése hosszabb volt és hepaticus ATP-raktáraik is enyhébb mértékben csökkentek, mely eredmények arra utalnak, hogy a zsírmáj hepatocytáiban az UCP2 hiánya előnyös a Jo2-mediált akut májkárosodás során. Bár irodalmi adatokból ismert, hogy az UCP2 a mitokondriális reaktív oxigéngyökök termelését is szabályozza, vizsgálatainkkal nem találtunk különbséget a különböző genotípusú egerek májlizátumban mért MDA-szintjekben. Megfigyelésünk arra ösztönzött minket, hogy meghatározzuk a fehérje expresszióját Kupffer-sejtekben is, melyek jelentős mértékben járulnak hozzá az intrahepaticus oxidatív stresszhez. Azt találtuk, hogy az UCP2 expressziója jelentős mértékben csökkent a nem kezelt ob/ob:ucp2+/+ egerekben, mely lényegesen hozzájárul a fokozott oxidatív stresszhez és csökkenti az UCP2 ablációjának a hatását is. A zsírmájban megfigyelhető UCP2 szignálfokozódás így fokozza a Fas-mediált sejtelhalás mértékét az ATP-raktárak kimerülése miatt, ugyanakkor a Kuppfer-sejtekben megfigyelhető szignálcsökkenés az állandó oxidatív stresszhez járul hozzá zsírmájban. Adataink a sejtspecifikus terápiás megközelítés fontosságát húzzák alá a mitokondriális szétkapcsolás fokozásának irányában tett terápiás próbálkozásokban. Az elhízáshoz is gyakran társuló hyperlipidaemia kezelésében a fluvastatin széles körben elfogadott gyógyszer, ugyanakkor in vivo daganatfejlődésre kifejtett kemopreventív hatását mindeddig nem tanulmányozták. Vizsgálataink során patkányok vesetokja alá, Gelaspon zselatinkorong segítségével implantáltunk hepatocellularis carcinoma sejteket, mellyel egyidőben, illetve azt megelőzően, vagy folyamatosan per os fluvastatint adtunk különböző dózisokban. A csak a tumorbeültetést megelőzően adott statin nem fejtett ki szignifikáns antitumor hatást, míg ez, az implantációval egyidőben kezdve már észlelhető volt. A legkifejezettebb növekedésgátló effektus a kemopreventíven adott, majd a beültetést követően is folytatott gyógyszeradagolás során volt megfigyelhető. Mindez felhívja a figyelmet a fluvastatin in vivo hepatocellularis carcinoma fejlődésére gyakorolt gátló, humán szempontból előnyös hatására. ----- Non-alcoholic fatty liver and subsequent insulin resistency are important complications of obesity. NAFLD is vulnerable to conditions that compromise hepatocellular energy homeostasis. Lipid-laden hepatocytes highly express uncoupling protein-2, which – by mediating the proton leak – competes with the cells’ ATP synthesis and modulates the generation of reactive oxygen species. However, the link between UCP2 expression and susceptibility of fatty liver to acute injury is still unclear. We asked whether absence of UCP2 is beneficial for leptin deficient ob/ob mice when challenged with Fas-mediated cell destruction and subsequent acute liver injury. Ob/ob mice deficient for UCP2 (ob/ob:ucp2-/-) and UCP2-competent littermates (ob/ob:ucp2+/+) received a single dose of agonistic anti-Fas antibody (Jo2) intraperitoneally. Low-dose Jo2 (0,15 mg/ttkg) caused less ALT elevation and lower apoptosis rates in ob/ob:ucp2-/- mice. High-dose Jo2 (0,4 mg/ttkg) proved uniformly fatal in 24 hours; however, ob/ob:ucp2-/- mice survived longer with less depletion of hepatic ATP stores, indicating that fatty hepatocytes may benefit from ablation of UCP2 during Fas-mediated acute liver injury. Although UCP2 reportedly controls mitochondrial generation of ROS, we could not detect significant difference in MDA levels of tissue lysates from the different genotypes. This finding prompted us to determine UCP2 expression in Kupffer cells, a major source of intrahepatic oxidative stress. UCP2 expression was found diminished in Kupffer cells of untreated ob/ob:ucp2+/+ mice, contributing to increased oxidative stress and limiting the impact of UCP2 ablation. Therefore, UCP2 abundance in fatty liver exacerbates Fas-mediated cell destruction by compromising ATP stores and diminished expression of UCP2 found in Kupffer cells results in persistent oxidative stress. Our data emphasize the cell-specific therapeutic approach when considering the enhancement of mitochondrial uncoupling in fatty liver disease. Fluvastatin is a widely used drug in treatment of hyperlipidemia which is commonly associated with obesity. However, its chemopreventive effect on in vivo tumor development has not been studied yet. Using Gelaspon sponge discs we implanted hepatocellular cancer cells under the renal capsules of rats. The animals received different doses of fluvastatin orally, either started simultaneously with the implantation or were pretreated only before the surgical procedure. Also, fluvastatin was administered before and continued after the tumor implantation in a third group of animals. The drug showed no significant impact on cancer development when given only before implantation; while the anticancer effect was detectable in higher doses of simultaneous administration. Additionally, chemopreventive fluvastatin treatment continued after tumor implantation demonstrated the most intense anticancer effect. Our results draw the attention to the beneficial effect of fluvastatin inhibiting in vivo hepatocellular cancer development.
Leírás
Kulcsszavak
elhízás, obesity, nem-alkoholos zsírmáj, non-alcoholic fatty liver disease, uncoupling protein-2, fluvastatin, akut májkárosodás, acute liver injury, energia homeosztázis, energy homeostasis, reaktív oxigéngyökök, reactive oxygen species, Kupffer-sejt, Kupffer-cell, sejtspecificus UCP2-expresszio, cell-specific UPC2 expression, hepatocellularis carcinoma, hepatocellular cancer, pleiotróp hatások, pleiotropic effects, kemoprevenció, chemoprevention
Forrás