Regulation der Genexpression des RNA-bindenden Proteins KSRP und dessen Bedeutung für die Pathogenese von chronisch inflammatorischen Erkrankungen
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Der Entstehung chronisch entzündlicher Erkrankungen liegt häufig eine Dysregulation der pro-inflammatorischen Genexpression zugrunde. Hierbei spielen posttranskriptionelle Mechanismen, wie die durch RNA-Bindeproteine-vermittelte Modulation der mRNA-Stabilität, eine wichtige Rolle. Das KH-type splicing regulatory protein (KSRP) ist aufgrund seiner Struktur in der Lage, sowohl RNA als auch DNA zu binden und auf mehreren Ebenen in die Genexpression einzugreifen. Dadurch wird für KSRP eine Rolle in der Pathogenese von chronischen Autoimmunerkrankungen, wie z.B. der Rheumatoiden Arthritis (RA), vermutet.
Ziel dieser Arbeit war es, die Regulation der KSRP-Expression sowohl auf transkriptioneller als auch auf posttranskriptioneller Ebene aufzuklären, um mögliche Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien zu identifizieren. Die Charakterisierung der 3 kb langen Sequenz stromaufwärts des Exon 1 hinsichtlich potentieller Promotoraktivität hat gezeigt, dass die Transkription von KSRP scheinbar über mehrere, eng beieinander liegende Promotorabschnitte gestartet werden kann. Dabei spielt vermutlich der Transkriptionsfaktor SP1 eine Rolle, für den eine Interaktion mit dem putativen KSRP Promotor nachgewiesen wurde. Zudem konnte gezeigt werden, dass auf posttranskriptioneller Ebene die annotierte 108 bp lange KSRP 5‘-UTR die Expression über vermutlich translationale Mechanismen begünstigt. Ebenso ist die 3‘-UTR von Bedeutung, die mehrere AU-reiche Elemente enthält und einen negativen regulatorischen Effekt auf die Expression ausübt. Pulldown-Analysen identifizierten unter anderem KSRP selbst als Interaktionspartner der 3'-UTR, was allerdings keinen Einfluss auf die Expression eines Reportergenkonstruktes hatte. Stattdessen wird eine mögliche Autoregulation auf translationaler Ebene über die 5‘-UTR gesteuert.
Weiterhin wurde die Rolle von KSRP für die Pathogenese der RA als Beispiel einer chronisch entzündlichen Erkrankung untersucht, wofür das Modell der Kollagen-Antikörper-induzierten Arthritis (CAIA) in KSRP-defizienten (KSRP-ko) Mäusen angewendet wurde. Entgegen den Erwartungen war die Arthritis-Entwicklung in KSRP-ko Tieren schwächer ausgeprägt als in den Kontrollmäusen, was anhand der Pfotenschwellung und mittels mRNA-Analysen nachgewiesen wurde. Histologische Untersuchungen zeigten, dass der Knockout von KSRP eine verringerte Frequenz an eingewanderten Immunzellen, darunter Monozyten, Makrophagen und Neutrophile, in die Gelenke zur Folge hatte. Das kann durch eine erhöhte Apoptoserate der Zellen myeloiden Ursprungs erklärt werden.
Letztendlich konnte bestätigt werden, dass die anti-inflammatorischen Effekte des Naturstoffs Resveratrol zumindest zum Teil KSRP-abhängig sind. Dabei wird die Phosphorylierung von KSRP durch die p-38 mitogenaktivierte Proteinkinase verhindert, wodurch die Interaktion zwischen KSRP und mRNAs pro-inflammatorischer Mediatoren, wie TNF-α, IL-8 and iNOS, verstärkt wird. Das resultiert wiederum im beschleunigten Abbau der Transkripte.