The role of Cysteine-rich with EGF-like domains 2 in the maintenance of metabolic homeostasis and regulation of the unfolded protein response

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von Creld2 bei der Aufrechterhaltung der metabolischen Homöostase unter Normalbedingungen und bei der Regulation der UPR unter ER Stressbedingungen zu untersuchen. Metabolische Analysen von Creld2^-/- Mäusen zeigten eine Anfälligkeit von 1-jährigen Männchen für die Entwicklung von Hepatosteatose und Insulinresistenz, wleche von einer fehlregulierten Pgc1α Genexpression und einer reduzierten Genexpression der Glukosetransporter Glut2 und Glut4 begleitet wird. Weibliche Creld2^-/- Mäuse sind wahrscheinlich aufgrund geschlechtsspezifischer Hormonregulationsunterschiede vor Lebersteatose geschützt. In vitro-ER-Stressanalysen von Wildtyp und Cred2-defizienten MEFs zeigten, dass Creld2^-/- -Zellen den entstehenden Stress nicht so gut wie Creld2^+/+-Zellen tolerieren können und folglich apoptotisch werden, wenn sie mit ER-Stress konfrontiert werden. Eingehende Analysen der drei UPR-Signalwege zeigten eine verzögerte und mangelhafte Antwort von Creld2^-/--Zellen auf ER-Stress, wleches zu einem unvollständigen ER-Stressabbau und zur Akkumulation von ER-Stress führt, was die funktionalität der Zellen beeinträchtigt. Diese in vitro-Ergebnisse stützen die Hypothese, dass das Fehlen von Creld2 zu nicht aufgelöstem ER-Stress und der nachfolgenden Entwicklung von Lebersteatose führt. Darüber hinaus zeigen die Co-Präzipitationsstudien von Creld2 eine Bereicherung zahlreicher Faltungsproteine und Proteinen, welche am Kohlenhydratstoffwechsel beteiligt sind auf. Dies deutet darauf hin, dass Creld2 mit solchen Proteinen interagiert und dadurch deren Funktion beeinflussen könnte. Schlussfolgernd deuten die Ergebnisse dieser Arbeit darauf hin, dass Creld2 an der Regulation von Stoffwechselprozessen beteiligt ist, indem es eine angemessene ER-Stressantwort, durch die zeitliche Koordination und Verstärkung des UPRs, ermöglicht.

This study aimed to analyse the role of Cysteine-rich with EGF-like domains 2 (Creld2) in maintaining metabolic homeostasis in mice and its function in the unfolded protein response (UPR). Creld2 knockout (Creld2^-/-) mice develop normally and show no overt phenotype at young age. Yet, 1-year-old male Creld2^-/- mice are susceptible to develop hepatosteatosis, insulin resistance and show dysregulated gene expression of major metabolic players. In vitro analyses suggest Creld2 to have regulatory functions in sensing endoplasmic reticulum (ER) stress and augmenting the UPR to resolve the stress. Taken together, the results imply that Creld2 enhances the UPR magnutide to impede accumulation of ER stress in hepatocytes and thereby prevents the development of liver steatosis.