Der Einfluss von alpha-Tocopherol auf die Expression und Regulation von Schlüsselrezeptoren der Cholesterin-Homöostase in Makrophagen

Ein bedeutender Mechanismus zur Prävention und Regression von
atherosklerotischen Läsionen ist die Abräumung von akkumulierten
extrazellulären Lipiden in der Gefäßwand und deren Einschleusung in
den reversen Cholesterintransport durch Makrophagen. Wichtigste
molekulare Effektoren sind dabei Scavenger Rezeptoren wie CD36 und
Cholesterin-Exporter wie ABCA1 und ABCG1. Deren Expression wird
durch spezifische oxidierte Sterole, die die nukleären
Transkriptionsfaktoren wie PPARgamma und LXRalpha aktivieren,
induziert. Da hochdosierte lipidlösliche Antioxidantien diese
regulatorischen Oxylipide beeinflussen könnten, war es Ziel dieser
Arbeit am Makrophagen-Modell die Wirkung von hochdosiertem
alpha-Tocopherol auf Signalwege und Schlüsselrezeptoren der
Cholesterin-Homöostase zu untersuchen. Der Einfluss von
alpha-Tocopherol und teilweise auch von gamma-Tocopherol wurde auf
regulatorischer, transkriptioneller, translationeller und
funktioneller Ebene mittels Realtime RT-PCR, Reportergen-Assays,
FACS, Immunoblot und Lipidaufnahme- und Lipidefflux-Assays
analysiert. Der LDL-R wurde durch hochdosiertes alpha-Tocopherol
nicht beeinflusst, während die Expression des Scavenger Rezeptors
CD36, konzentrationsabhängig sowohl auf mRNA-Ebene als auch auf
Protein-Ebene durch alpha-Tocopherol beeinträchtigt wurde. Auf
funktioneller Ebene verringerte alpha-Tocopherol die Aufnahme von
[H³]-Cholesterin markiertem oxLDL durch Makrophagen. Der Effekt
konnte ebenso mikroskopisch dargestellt werden. Die verminderte
Expression von CD36 durch alpha-Tocopherol konnte zumindest
teilweise durch eine dosisabhängige Verminderung der
mRNA-Transkription von PPARγ und eine verminderte Aktivierung von
PPARgamma im PPRE-Luziferase-Assay auch durch exogene Stimuli
erklärt werden. gamma-Tocopherol hatte keinen vergleichbaren Effekt
auf die CD36- und PPARgamma-spezifische mRNA, weswegen bereits auch
ein direkter transkriptioneller Effekt von alpha-Tocopherol
postuliert wurde. Die vermehrte zelluläre Aufnahme von oxidiertem
LDL über Scavenger Rezeptoren wie CD36 induziert normalerweise auch
eine vermehrte Einschleusung von Cholesterin in den reversen
Cholesterintransport durch ABC-Exporter wie ABCA1 und ABCG1,
wodurch die Schaumzellbildung zumindest verzögern werden kann.
Diese Induktion der Cholesterin-Exporter wird durch oxidierte
Sterole vermittelt, die LXRalpha aktivieren. Deshalb wurde
ebenfalls eine mögliche Interferenz von hochdosiertem
alpha-Tocopherol mit dem zellulären Cholesterin-Export untersucht.
In der Tat wurde der Cholesterin-Efflux von Makrophagen auf
delipidiertes HDL durch alpha-Tocopherol beeinträchtigt, wodurch
der zelluläre Cholesterin-Bestand anstieg. Dieser Effekt zeigte
auch mikroskopisch vermehrte Lipidgranula. Die Aktivierung des
LXR-Response Elements im Luziferase-Assay durch exogene Stimuli wie
22-OHC oder oxidiertes LDL wurde durch alpha-Tocopherol ebenfalls
negativ beeinflusst. Dadurch könnte die Reduktion der Expression
von ABCA1 und ABCG1 auf mRNA-Ebene und von ABCA1 auf Proteinebene
zumindest teilweise erklärt werden. Mit gamma-Tocopherol konnte nur
eine geringe Reduktion auf mRNA Ebene, sowohl für ABCA1 als auch
LXRalpha festgestellt werden. Bei der verminderten Expression von
ABCA1 und ABCG1 durch hochdosiertes alpha-Tocopherol handelt es
sich also wahrscheinlich um einen spezifischen, teilweise durch
LXRalpha vermittelten Prozess. Es scheinen aber weitere Signalwege
beteiligt zu sein: Unerwarteterweise wurde die Transkription und
die Aktivierung von LXRalpha auch durch delipidiertes HDL
stimuliert, was durch hochdosiertes alpha-Tocopherol ebenfalls
dosisabhängig reduziert werden konnte. Nichtsdestotrotz war ABCA1
in Makrophagen nach Cholesterinverarmung durch delipidiertes HDL
supprimiert. Die gefundenen Effekte von alpha-Tocopherol auf
Schlüsselrezeptoren der Cholesterin-Homöostase in Makrophagen
können zur Erklärung der enttäuschenden Resultate der
Preventionsstudien mit hochdosiertem alpha-Tocopherol beitragen:
Durch Hemmung des Scavenger Rezeptors CD36 reduziert
alpha-Tocopherol zwar einerseits den ersten Schritt zur
Schaumzellbildung um den Preis einer verzögerten Abräumung
extrazellulärer Lipiddepots, alpha-Tocopherol verlangsamt aber auch
durch Hemmung von ABCA1 und ABCG1, den endgültigen Abtransport von
Cholesterin aus der Gefäßwand durch den reversen
Cholesterin-Transport.