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Glanzlicht biomedizinischer Forschung - Juli 2010

„Eine Aktivierung der Fettsäure-Synthese ist essentiell für die Differenzierung von humanen Monozyten in phagozytierende Makrophagen"

Makrophagen sind Zellen des Immunsystems, die oft auch als "Fresszellen" (Phagozyten) bezeichnet werden. Sie sind Bestandteil von fast allen Geweben, wie z.B. der Haut (Langerhans-Zellen), der Leber (Kupffersche Sternzellen), des Gehirns (Mikroglia-Zellen) und der Knochen (Osteoklasten). Makrophagen haben vielfältige Funktionen im Rahmen der Erregerabwehr. Ihre wichtigste Aufgabe ist das "Fressen" (Phagozytieren) und Verdauen von Mikroorganismen und anderen pathogenen Fremdkörpern im Rahmen der unspezifischen Immunabwehr. Die Vorläuferzellen von Makrophagen sind Monozyten, welche sich im Blut befinden. Die Entwicklung von Makrophagen aus Monozyten wird als Zelldifferenzierung bezeichnet und ist von zentraler Bedeutung für etliche metabolische Krankheiten wie z.B. der Arteriosklerose.

Bisher glaubte man, daß die Cholesterin-Synthese die entscheidende Rolle für die Monozyten-Differenzierung spielt. In der kürzlich von Josef Ecker veröffentlichen Arbeit in PNAS konnte jedoch zum ersten Mal gezeigt werden, daß während der Zelldifferenzierung nicht die Cholesterin- sondern die Fettsäure-Synthese stark induziert wird und damit entscheidend ist. Dafür verantwortlich ist eine Aktivierung des Transkriptionsfaktors "Sterol Regulatory Element Binding Protein (SREBP) -1c", welcher die Enzyme der Fettsäure-Synthese kontrolliert. Der Transkriptionsfaktor SREBP-2, welcher die Enzyme der Cholesterin-Synthese reguliert, wird hingegen während des Differenzierungsprozesses inhibiert. Diese neu synthetisierten Fettsäuren, die v.a. während den ersten Tagen der Monozyten-Differenzierung entstehen, dienen als Bausteine für die Membranlipide (Phospholipide) der Zelle und aktivieren daher deren Synthese. Während das hauptsächlich vorkommende Lipid in Monozyten Cholesterin darstellt, ist dies in Makrophagen Phosphatidylcholin -ein Phospholipid.

Mit weiteren Experimenten konnten die Forscher zeigen, daß diese gen-regulatorischen und metabolischen Prozesse essentiell für die Morphologie und Funktion von Makrophagen sind. Eine Inhibierung der Fettsäure-Synthese führt dazu, daß während der Monozyten-Differenzierung zelluläre Organellen, wie z.B. der Golgi-Apparat, das Endoplasmatische Retikulum oder die Lysosomen, nicht mehr gebildet werden. Desweiteren können Makrophagen nicht mehr Ihrer zentralen Aufgabe, der Phagozytose, nachgehen.

Dies ist die erste Arbeit, die sich im Detail mit der Regulation des Lipidmetabolismus während der Monozyten-Differenzierung beschäftigt. Diese neuen Erkenntnisse sind wichtig und notwendig um grundlegende Aspekte der Makrophagen-Biologie und damit deren Rolle bei metabolischen Krankheiten, besser zu verstehen.

 

Zusammenfassung der Publikation:

"Induction of fatty acid synthesis is a key requirement for phagocytic differentiation of human monocytes”
Josef Ecker1, Gerhard Liebisch1, Marion Englmaier1, Margot Grandl1, Horst Robenek2, Gerd Schmitz1
(1Institut für Klinische Chemie; Universitätsklinikum Regensburg; 2Leibniz Institut für Arteriosklerose Forschung, Universität Münster)
Proceedings of the National Academy of Sciences (2010), 107(17):7817-22

    Kontaktdaten
Dr. Josef Ecker Dr. Josef Ecker
Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
> Curriculum Vitae
E-Mail: josef.ecker@klinik.uni-regensburg.de

 

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Letzte Aktualisierung: 24.06.2010 | Online-Redaktion
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