DIFFERENTIAL GENE EXPRESSION DURING ISCHEMIA AND REPERFUSION IN AN EXTRACORPOREAL SMALL BOWEL PERFUSION MODEL IN SWINE
Anhand des isoliert perfundierten Schweinedünndarms haben wir gezeigt, dass es besonders während der Reperfusion mit Schweinevollblut zu einer starken Entzündungsreaktion mit Freisetzung von Zytokinen und einer Induktion der entsprechenden mRNA-Expression kommt. Diese Reaktion zeigte sich schon während der kalten Ischämiezeit, wobei sie nach 20 Stunden KIZ deutlich ausgeprägter war als nach 2 Stunden. Nach Reperfusion kam es zu einer mukosalen Schädigung, wobei eine verlängerte kalte Ischämiezeit zu einer frühzeitigeren und initial schwereren mukosalen Schädigung nach Reperfusion führte. Als Ausdruck der Ischämie-Reperfusionsschaden-vermittelten Entzündungsreaktion beobachteten wir eine zunehmende Expression von IL-6, IL-2, HSP70, IFN-Gamma und E-Selektin. Durch In-situ-Hybridisierung konnten wir die mRNA-Expression von IL-6 nicht nur in immunkompetenten Zellen, sondern sogar in Endothel-, glatten Muskel- und Ganglienzellen nachweisen. Daraus scheint zu folgen, dass auch diese Zellen, neben den immunkompetenten Zellen, eine wesentliche Rolle bei der Initiierung des intestinalen Ischämie-Reperfusionsschadens spielen. Erstmals gelang uns mittels In-situ-Hybridisierung die Lokalisation der mRNA-Expression von IL-2, HSP70 und E-Selektin in Dünndarmgewebe. Dabei fand sich E-Selektin mRNA-Expression in Endothelzellen. Da diese Effekte früh nach Reperfusion auftraten und möglicherweise einen Beitrag zum Ischämie-Reperfusionsschaden leisten, bietet es sich an, E-Selektin als Marker für eine Aktivierung der Endothelzellen zu verwenden. Des weiteren konnten wir mittels Differential Display eine Vielzahl von hoch- und herunterregulierten Genen identifizieren, darunter das Schweine-Leukozytenantigen SLA-DQ (MHC Klasse II), dessen mRNA-Expression unmittelbar nach Reperfusion hochreguliert wird. MHC Klasse II ist für die Antigenität von Transplantaten von ausschlaggebender Bedeutung. Für alpha-NAC, GUCY1B3, TCF7, TIS11, TRIP7 und das von uns genannte SMH-1 Gen kommt eine Rolle als Transkriptionsfaktor in Frage, während SNAP23, UHRF1, DDEF1, FAT, RPL3 und STK12 an Differenzierungs- und Proliferationsprozessen beteiligt zu sein scheinen. Bei unseren Versuchen entdeckten wir außerdem vier, beim Schwein bisher nicht bekannte, Gene, die wir in der GenBank registrieren ließen: Das zur Cadherin-Superfamilie gehörende FAT Tumor-Suppressor-Gen, welches an der Zell-Zell-Interaktion beteiligt ist, STK, welches Proteine der frühen Entzündungsreaktion phosphoryliert, RPL3, welches an der Bildung des Peptidyltransferasezentrums beteiligt ist und für dessen katalytische Aktivität essentiell ist sowie Son-DNA-bindendes Protein, dessen Funktion bis heute unklar ist. Die Überexpression des rekombinanten Proteins kann jedoch die Zellmorphologie verändern. Schließlich identifizierten wir ein während der Reperfusion differentiell herunterreguliertes, bisher gänzlich unbekanntes Gen, welches wir SMH-1 nannten. Dieses Gen besitzt eine Homologie zu einer humanen DNA-Sequenz, die einen Teil eines kürzlich entdeckten Zink-Fingerproteins aufweist. Es scheint ein Hypoxie reguliertes Gen zu sein, dessen Funktion noch nicht näher bekannt ist. Das mRNA-Differential Display erscheint als geeignete Methode zur Detektion von Genen, die bei der intestinalen Ischämie-Reperfusionsschädigung differentiell exprimiert werden. Wir konnten Gene nachweisen, die bislang nicht in der Pathophysiologie des Ischämie-Reperfusionsschadens diskutiert wurden und eine potentielle Rolle bei den hierdurch hervorgerufenen Schädigungs- und Reperaturprozessen spielen. Die in unserer Arbeit detektierten differentiellen Gene können der weiteren Aufklärung der Pathophysiologie des Ischämie-Reperfusionsschadens dienen und stellen potentielle Angriffspunkte für therapeutische Interventionen dar.
570 Biowissenschaften, Biologie, Biologie, Ischämie-Reperfusion, Differential Display, IL-6, IL-2, HSP70, IFN-Gamma, E-Selektin, ischemia-reperfusion, E-selectin, W
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