Die Funktion des Transkriptionsfaktors AP-1 in der Apoptoseregulation

Abstract

Für einen adulten höheren Organismus ist es wichtig unnötige oder durch angehäufte Mutationen entartete Zellen entfernen zukönnen. Dies geschieht über den Vorgang des programmierten Zelltodes, Apoptose, bei dessen Regulation Transkriptionsfaktoren eine wichtige Rolle spielen. Einer dieser Transkriptionsfaktoren ist AP-1, der in Antwort auf Wachstumsfaktoren, Zytokine, Hormone, alkylierende Agenzien und andere Stressfaktoren Genexpression reguliert. AP-1 beschreibt ein Sammlung von Dimeren, die sich aus Proteinen der Jun-, Fos-, und ATF-Familie zusammensetzen. Frühere Studien haben gezeigt, dass einige AP-1 Mitglieder abhängig von den Stimuli und dem Zelltyp eine wichtige Rolle in der Regulation der Apoptose spielen. Während es über die Rolle von c-Fos in der Apoptose kontroverse Aussagen gibt, ist die Funktion von c-Jun in der Stressantwort durch Apoptose in Fibroblasten bisher gut untersucht. Dort ist c-Jun für die Aktivierung des CD95-Liganden verantwortlich. Über die Rolle des Antagonisten von c-Jun nämlich JunB bei der Apoptose-Regulation war bisher noch nichts bekannt. <br /> Im ersten Teil der Arbeit habe ich die Funktion von c-Fos in der T-Zellapoptose untersucht Dafür wurden reife T-Zellen aus dem Thymus und der Milz sowie Thymozyten von c-Fos-defizienten Mäusen isoliert, kultiviert und die Apoptoseantwort nach verschiedenen Stimuli untersucht. Es konnte kein Defekt in der T-Zellentwicklung oder Aktivierung in c-Fos-defizienten T-Zellen und Thymozyten festgestellt werden. Auch die Untersuchung des AICD (activation induced cell death) in isolierten reifen T-Zellen der Milz zeigte, dass der AICD unabhägig von c-Fos reguliert wird. <br /> Im zweiten Teil meiner Arbeit konnte ich erstmals, unter Verwendung von JunB defizienten Fibroblasten die Rolle von JunB bei der Apoptoseregulation funktionell aufklären. Dabei nimmt JunB abhängig von dem auslösenden Signalweg sowohl pro- als auch antiapoptotische Funktionen ein. Die Überexpression von CD95 und CD95-Liganden führt, in den hier verwendeten JunB defizienten Fibroblasten, zu einer sehr deutlichen Hypersensitivität gegenüber einer Behandlung mit dem CD95-Liganden. Durch die Reprimierung der Expression von CD95 und CD95-Ligand ist JunB maßgeblich an der Regulation des CD95-Signalweges beteiligt und übt dadurch eine antiapoptotische Funktion aus. Im Gegensatz dazu wirkt bei stressinduzierenden Stimuli JunB proapoptotisch, indem es die Regulation der MKP-1 Expression negativ kontrolliert. Als Folge der erhöhten MKP-1 Menge tritt in den JunB-defizienten Zellen eine reduzierte Aktivierung von JNK auf. JunB wirkt auf alle drei neu identifizierten Zielgene (CD95, CD95-L, MKP1) reprimierend. Ob dies über eine direkte Bindung an die Promotoren oder indirekt über andere Zielgene reguliert wird, ist nicht geklärt. Für eine Aktivierung der Mitochondrien nach Stressinduktion wird die aktivierte Form der JNK benötigt. Die Befunde dieser Arbeit zeigen, dass JunB und c-Jun in der Regulation des CD95-Signalweges in Fibroblasten antagonistisch, und in der stressinduzierten Apoptose protagonistisch.