Der Transkriptionsfaktor FKHR interagiert mit STAT-Faktoren und verstärkt die IL-6-Signaltransduktion

Feld, Florian; Heinrich, Peter C.

doi:833

Der Transkriptionsfaktor FKHR interagiert mit STAT-Faktoren und verstärkt die IL-6-Signaltransduktion

Feld, Florian (Author)

2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Florian Feld

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2004

UmfangVIII, 105 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2004

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Heinrich, Peter C. (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2004-05-11

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-8333
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59465/files/Feld_Florian.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei) ; IL6 (frei) ; gp130 (frei) ; STAT3 (frei) ; PI3 Kinase (frei) ; FKHR (frei) ; apha-2-Makroglobulin (frei) ; Akt (frei) ; PkB (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Dass Wachstumsfaktoren in der Lage sind, Hepatozyten zur Proliferation anzuregen, es jedoch gleichzeitig zu einer verminderten Synthese von Akut-Phase-Proteinen kommt, wurde in verschiedenen Veröffentlichungen beschrieben. Im Rahmen der Arbeit konnte eine mögliche Begründung für diese Beobachtungen aufgezeigt werden. Ein wichtiger Signaltransduktionsweg von Wachstumsfaktoren verläuft über eine Aktivierung der PI3-Kinase und PKB/Akt. Das IL-6-Signal wird in erster Linie über Jaks und STAT-Faktoren innerhalb der Zelle weitergeleitet. In dieser Arbeit wurde erstmals der Transkriptionsfaktor FKHR als ein Bindeglied zwischen dem PI3-Kinase/Akt-, und Jak/STAT-Weg identifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die Transkriptionsfaktoren STAT3 und FKHR synergistisch zusammen wirken und dass FKHR in der Lage ist, die STAT3 vermittelte, IL-6-induzierte Transkription responsiver Gene signifikant zu steigern. Eine STAT3-unabhängige Geninduktion am alpha-2-Makroglobulinpromotor durch FKHR konnte ausgeschlossen werden. Es ließ sich eine physikalische Interaktion der beiden Proteine nachweisen. In Immunfluoreszenzstudien konnte gezeigt werden, dass insbesondere nach einem IL-6-Stimulus eine deutliche Kolokalisation der beiden Proteine im Nukleus resultiert. Die Wechselwirkung zwischen dem foxo Transkriptionsfaktor und bestimmten Faktoren der STAT Familie ist hochspezifisch. Neben STAT3 konnte auch für STAT1, nicht jedoch für STAT5 oder Smad7 ein synergistischer Effekt nachgewiesen werden. Wachstumsfaktoren aktivieren über die PI3-Kinase PKB/Akt, welche durch Phosphorylierung den nukleären Export von FKHR einleitet. Mehrere Versuche konnten zeigen, dass bei Stimulation mit Insulin oder FCS eine Abnahme der Akut-Phase-Protein Produktion resultiert. Dem Rückschluss Rechnung tragend wurde nachgewiesen, dass Inhibitoren der PI3-Kinase ebenso wie nicht phosphorylierungsfähige Mutanten von FKHR in der Lage waren, auch in FCS- oder Insulin-haltigem Medium starke transkriptionelle Steigerungen am alpha-2-Makroglobulinpromotor zu bewirken.

It is well known that on the one hand growth factors are able to induce proliferation but on the other hand reduce the synthesis of acute phase proteins in hepatocytes. This thesis will give a possible reason for this observation. An important pathway of signal transduction of growth factors depends on the activation of PI3 kinase and the ProteinkinaseB (PkB). Within the cell the IL6 signal is mediated via Janus kinases and STAT factors. This results in production and secretion of acute phase proteins in hepatocytes. For the first time it was possible to identify the transcription factor FKHR as a crosslink molecule between the PI3 kinase/PKB signal transduction pathway and the IL6/gp130/Jak/STAT cascade. The synergism of the transcription factors STAT3 and FKHR could be proven and FKHR was able to increase the IL6 induced STAT3 mediated transcription of responsive genes significantly. It was ruled out that a STAT3 independent gene induction at the alpha2-macroglobulin promotor by FKHR is possible. The physical interaction of FKHR and STAT3 was proven. After stimulation with IL6 the colocalisation of the two proteins in the nucleus could be observed by immunofluorescence labelling methods. The interdependency of the foxo-transcription factor FKHR and the STAT factors is specific. Apart from STAT3, a synergistic effect was shown for STAT1 as well but could not be observed for STAT5 or Smad7. Growth factors activate via PI3 kinase the PkB which phosphorylates FKHR at serin/threonin phosphorylation sides. This forces FKHR to leave the nucleus. A reduction of acute phase proteins synthesis and secretion results from stimulating HepG2 cells with insulin, FCS, or growth factors. Confirming the observations the negative effect of insulin or serum containing media on acute phase protein producion is revoked by the PI3 kinase inhibitor wortmannin, as well as it is revoked by the use of mutants of FKHR, which can not be phosphorylated.

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