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Titel:Die Rolle von CUX1 bei Hypoxie von hepatischen Sternzellen
Autor:Gondro, Eva
Weitere Beteiligte: Wissniowski, Till (PD Dr. med.)
Veröffentlicht:2021
URI:https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2022/0022
DOI: https://doi.org/10.17192/z2022.0022
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2022-00229
DDC: Medizin
Publikationsdatum:2022-01-20
Lizenz:https://rightsstatements.org/vocab/InC-NC/1.0/

Dokument

Schlagwörter:
CUX1, Sauerstoffmangel, hepatische Sternzellen

Zusammenfassung:
Leberfibrose stellt die häufigste gemeinsame Endstrecke chronischer Lebererkrankungen dar. Die Aufklärung der physiologischen und pathophysiologischen Mechanismen der Leberfibrose soll die Forschungsgrundlage für noch nicht ausreichend entwickelte Therapiemöglichkeiten bieten. Diese Arbeit trägt zu einem besseren Verständnis der Funktion von CUX1 in hepatischen Sternzellen und Beteiligung an der Pathogenese einer Leberfibrose bei. CUX1 ist ein Transkriptionsfaktor, der zu den Homöobox-Proteinen gehört. Er ist für die Transkription von Genen verantwortlich, die eine Vielzahl von biologischen Prozessen in der Zelle steuern. Studien haben gezeigt, dass CUX1 zur Karzinogenese, unter anderem beim hepatozellulären Karzinom (HCC), beitragen kann. Im Nierenzellkarzinom unterdrückt CUX1 die Expression des HIF-1-hemmenden Faktors (FIH-1) und führt zu einem erhöhten Spiegel des Hypoxiemarkers HIF-1. Hepatische Sternzellen können durch hypoxischen Stress aktiviert werden. Ihre Aktivierung gilt als Schlüsselereignis der Leberfibrose. Die Rolle von CUX1 in hepatischen Sternzellen ist bislang nicht bekannt. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Rolle von CUX1 in hepatischen Sternzellen, die unter hypoxischem Stress stehen und untersucht, ob dessen Suppression zu einer Veränderung des physiologischen Mechanismus führt. Als Hypoxiemodell dienen das etablierte Cobaltchloridmodell sowie die Hypoxiekammer. Durch Transfektion von siRNA gegen CUX1 wird ein Knockdown erreicht. Die Expression von Hypoxiemarkergenen, Aktivierungsmarkergenen und Zellzyklusmarkergenen wird mittels qRT-PCR durchgeführt. Die qRT-PCR-Daten werden durch die Ergebnisse durchgeführter Western Blots ergänzt. Durch die Transfektion eines Plasmids, eine Promotorsequenz für HIF1A enthaltend, und gleichzeitiger CUX1-Suppression wird die Beziehung von CUX1 und HIF-1 näher untersucht. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen auf, dass CUX1 die Aktivierung von hepatischen Sternzellen unter Hypoxie steuert. Als Repressor von COL1A1, dem für Kollagen-Typ-I codierenden Gen, kann ein CUX1-Knockdown zu einer vermehrten Bildung der Extrazellulärmatrix beitragen. Es kann zudem eine indirekte Einflussnahme auf die Adaptation der Zellen auf Hypoxie durch Repression des HIF-1-hemmenden Faktors (FIH-1) analog zu den Ergebnissen beim Nierenzellkarzinom aufgezeigt werden. Eine CUX1-Suppression fördert die hypoxische Antwort der hepatischen Sternzellen. Eine direkte Beziehung von CUX1 und HIF-1 kann nicht nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird eine Regulation des Zellzyklus beobachtet. CUX1 ist ein Repressor von CDKN1A, welches für den Transkriptionsfaktor p21 codiert. CUX1 spielt eine physiologische Rolle in der Homöostase der Sternzellruhe. Veränderungen der CUX1-Expression oder Funktion können zu Pathomechanismen in der Leber beitragen und sollten Gegenstand zukünftiger Forschung sein.

Summary:
Liver fibrosis is the most common end stage of chronic liver diseases. This work contributes to a better understanding of the function of CUX1 in hepatic stellate cells and its involvement in the pathogenesis of liver fibrosis. CUX1 is a transcription factor that belongs to the homeobox proteins. It is responsible for the transcription of genes that control a variety of processes. It can contribute to carcinogenesis, including hepatocellular carcinoma (HCC). In renal cell carcinoma CUX1 suppresses the factor inhibiting HIF-1 (FIH-1) and leads to increased level of the hypoxia marker HIF-1. This work focuses on the role of CUX1 in hepatic stellate cells under hypoxic stress and investigates whether its suppression leads to a change in the physiological process. The established cobalt chloride model and the hypoxia chamber were used as hypoxia models. A knockdown is achieved by transfection with siRNA against CUX1. The expression of hypoxia markers, activation markers and cell cycle markers was performed by qRT-PCR and by Western blot. The relationship between CUX1 and HIF-1 was further investigated by transfection with a plasmid containing a promoter sequence for HIF1A and simultaneous CUX1- suppression. The results illustrate that CUX1 controls the activation of hepatic stellate cells under hypoxia. As a repressor of COL1A1, the gene encoding for collagen type 1, a CUX1-knockdown can contribute to an increased formation of the extracellular matrix. Furthermore, an indirect influence on the adaptation of cells to hypoxia by repression of the factor inhibiting HIF-1 (FIH-1) was observed, thus supporting the previous findings observed in renal cell carcinoma. CUX1-suppression promotes the hypoxic response of hepatic stellate cells. Although, a direct relationship between CUX1 and HIF-1 could not be demonstrated. In addition CUX1-downregulation leads to an increase of CDKN1A-transcription. CUX1 is physiologically relevant in the homeostasis of stellate cell dormancy. Changes in CUX1-expression or function may contribute to pathomechanisms in the liver and should be the subject of future research.


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