Die Bedeutung des Zytokins MIF bei der Entwicklung einer chronischen Leberschädigung

Heinrichs, Daniel; Bernhagen, Jürgen

doi:999910294600

Die Bedeutung des Zytokins MIF bei der Entwicklung einer chronischen Leberschädigung = The importance of the cytokine MIF in the progression of chronic liver damage

Heinrichs, Daniel (Author)

2013

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Daniel Heinrichs

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2013

Umfang115 Bl. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2013

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Bernhagen, Jürgen (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2013-02-14

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-44907
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/210490/files/4490.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Makrophagen-Inhibitionsfaktor (Genormte SW) ; Leberfibrose (Genormte SW) ; Nichtalkoholische Fettleberhepatitis (Genormte SW) ; Naturwissenschaften (frei) ; MIF (frei) ; NASH (frei) ; HSC (frei) ; macrophage migration inhibitory factor (frei) ; non-alcoholic steatohepatitis (frei) ; liver fibrosis (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 500

Kurzfassung
Zunächst konnte in einer vorherigen Arbeit beschrieben werden, dass das Zytokin MIF eine antifibrotische Eigenschaft während einer chronischen, toxischen Leberschädigung aufzeigt. In dieser Arbeit konnte zuerst gezeigt werden, dass die Sternzellaktivierung in der chronischen, toxischen Leberschädigung von entscheidender Bedeutung war. In weiteren Versuchen konnte dargestellt werden, dass die gesteigerte Proliferation und Migration mittels PDGF durch rekombinantes MIF gehemmt werden konnte und dies über den Rezeptor CD74 vermittelt wurde. Diese Ergebnisse konnten sowohl in vitro als auch in vivo gezeigt werden. In einer weiteren Untersuchung wurde die systemische Applikation von rekombinantem MIF während einer chronisch, toxischen Leberschädigung untersucht. Bei dieser Versuchsreihe konnte deutlich gezeigt werden, dass durch die therapeutische Applikation von rekombinantem MIF die Entstehung der Leberfibrose reduziert war. In einem weiteren Modell, wodurch eine nichtalkoholische Steatohepatitis ausgelöst wurde, kam es ebenfalls zu einer Fibrogenese. In diesem Modell zeigte sich jedoch eine profibrotische Eigenschaft des Zytokins MIF, da hier die Mif -/- Mäuse eine geringere Schädigung der Leber aufwiesen. Des Weiteren konnte in diesem Modell der protektive Einfluss auf die Verfettung der Leber gezeigt werden. Dies wurde durch einen geringeren Gehalt an Triglyzeriden in der Leber der knockout –Mäuse gezeigt. In vitro konnte zunächst durch eine Stimulation mit Ölsäure und IL-1beta eine Erhöhung des Triglyzeridgehalts und somit der Verfettung der Hepatozyten erreicht werden. Durch eine gleichzeitige Stimulation mit rekombinantem MIF konnte die Verfettung der Hepatomzelllinie reduziert werden. In einem weiteren Versuchsansatz konnte gezeigt werden, dass diese Effekte über CD74 und AMPK vermittelt werden. Um diese Ergebnisse zu bestätigen wurde noch ein weiteres Steatosemodell, die high fat -Diät mit den knockout- und Wildtypmäusen durchgeführt. Hier konnten alle Ergebnisse aus dem vorherigen Modell bestätigt werden. Gleichzeitig konnte mit dieser Diät noch gezeigt werden, dass die Mif -/- Mäuse eine schlechtere Glukosetoleranz nach Beendigung der Diät aufwiesen. Diese verschlechterte Glukosetoleranz ging mit einer signifikant erhöhten Gewichtzunahme während der Diät einher.

A previous work described that the cytokine macrophage migration inhibitory factor (MIF) showed an antifibrotic effect after an established model of chronic, toxic liver injury. In this work, it was showed that the HSC activation was an important factor after chronic, toxic liver injury. After these findings, the next experiments were performed with the immortalized stellate cell line GRX in vitro. First, the proliferation and migration of stimulated by PDGF was inhibited by MIF via the receptor CD74. These findings could be shown in vitro and in vivo. In a next step, the therapeutic application of recombinant MIF was investigated. Daily injections of recombinant MIF to wild-type mice maintained in decreased liver fibrosis compared to wild-type mice which only received the vehicle. In a further model, which provokes a non-alcoholic steatohepatitis, fibrogenesis is also detectable. Here, a profibrotic effect was displayed, because the Mif -/- mice had decreased liver damage in contrast to the wild-type mice. The intrahepatic triglyceride content in this model was significantly increased in Mif -/- mice. Furthermore, the expression of lipogenesis-related genes was significantly increased compared to the wild-type counterparts. FACS analysis of infiltrating immune cells showed no major differences, so hepatocytes were analyzed. For this study the hepatoma cell line Hepa1-6 was analyzed in vitro. The triglyceride content in this cell line was significantly increased after stimulation with oleic acid an IL-1beta. Co-stimulation with recombinant MIF inhibited the fatty degeneration in the cells. The receptor CD74 was also investigated in this experiment. After pre-incubation of the cells with the neutralizing antibody against CD74, the inhibiting effects of the recombinant MIF were totally blocked. The same effect was determined by a pre-incubation with the AMPK inhibitor Compound C. Therefore, it could be showed that the protective effects of MIF were mediated through the CD74 and the stress kinase AMPK. To confirm these results a second independent model of non-alcoholic steatohepatitis was performed. In this model, the so called high fat diet, all results from the first model were confirmed. Furthermore, an impaired glucose tolerance was determined in the Mif -/- mice. These findings correlated with a higher weight gain in the knockout mice in contrast to the wild-type mice. In these work antifibrotic effects of the cytokine MIF in chronic, toxic liver injury was displayed and these antifibrotic effects were mediated via CD74. The activation of HSCs was a crucial key in this model of liver damage. In the metabolic injury, MIF showed protective effects in the weight gain and in establishing a Diabetes mellitus. Furthermore, the liver showed less fatty degeneration. This seemed to be an effect on the hepatocytes, the main fat-storage cells within the liver.

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