Die Regulation der Transkription proinflammatorischer Zytokine durch oxidative Basenmodifikationen und die DNA-Reparatur Glykosylase OGG1
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OGG1 (8-oxoguanin Glykosylase) erkennt und entfernt als DNA Reparatur Glykosylase die potentiell mutagene Läsion 8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG) aus dem Genom von Säugerzellen. Zusätzlich gibt es Hinweise, dass OGG1 beziehungsweise sein Substrat 8-oxoG weiterhin auch eine Funktion in der Regulation bestimmter Gene einnimmt, was die in einigen Modellen beobachtete verringerte Immunantwort von Ogg1-/- Mäusen erklären könnte. Milzzellen von Wildtyp- und Ogg1-/--Mäusen wurden mit LPS behandelt und die Expression verschiedener proinflammatorischer Zytokine verglichen. OGG1 defiziente Zellen zeigten dabei sowohl auf mRNA- als auch Protein-Ebene eine signifikant geringere Tumornekrosefaktor-α (TNF-α) Expression. Zudem konnte gezeigt werden, dass dieser Unterschied weder durch eine OGG1 vermittelte Störung der Zellkomposition der Milz, noch durch off-target Effekte des Knockouts hervorgerufen wird. Vielmehr wird die TNF-α Transkription durch OGG1 in einem LSD1 abhängigen Weg moduliert. LSD1 ist eine Lysin-spezifische Demethylase und produziert als stöchiometrisches Nebenprodukt der Demethylierung von Histonresten Wasserstoffperoxid. So könnten gezielt 8-oxoG Läsionen in regulatorischen Bereichen des TNF-α Gens entstehen, welche durch OGG1 erkannt und in eine AP-Läsion umgewandelt werden. AP-Läsionen wiederum werden mittels der AP-Endonuklease (APE1) in DNA-Einzelstrangbrüche überführt. In OGG1 profizienten Milzzellen konnte die TNF-α Expression sowohl durch Inhibition von LSD1, als auch von APE1 verringert werden, während die Inhibitoren in OGG1 defizienten Zellen keinen Effekt zeigten. Parallel dazu konnte die Beteiligung von OGG1 und LSD1 bei der TNF-α induzierten Transkription von Interleukin 6 (IL6) gezeigt werden. In diesem Modell gelang es durch eine qPCR basierte Methode zudem die LSD1 vermittelte Entstehung oxidativer Basenmodifikation in der NF-κB-Bindungssequenz des IL6 Promotors nachzuweisen. Die Funktion von OGG1 und APE1 in der Basenexzisionsreparatur sind lange bekannt, eine mögliche Beteiligung in der Genregulation über oxidative Läsionen in regulatorischen Genbereichen ist jedoch erst kürzlich postuliert worden. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern weitere Beweise für die Existenz eines solchen Mechanismus und erweitern darüber hinaus unser Wissen über die zugrundeliegenden Mechanismen der Regulation der Transkription proinflammatorischer Zytokine.