Untersuchungen zur Expression von Proopiomelanocortin (POMC) in den Hautzellinien des Menschen HaCaT, Colo 679 und A 431

Abstract

Ziel dieser Arbeit war es, einen Beitrag zur Klärung der kontroversen Datenlage in Bezug auf die Expression des hypophysären POMC sowie der Bildung und Freisetzung von dessen Derivaten in der Haut des Menschen zu leisten. Als Modelle menschlicher Hautzellen fanden die humane Keratinozytenzellinie HaCaT, die humane Epidermoidzellinie A 431 und die humane Melanomzellinie COLO 679 Verwendung. Zum einen sollte mittels RT-PCR unter Zuhilfenahme von Primerpaaren, die sowohl Teile von Exon 3 als auch von Exon 2 des hypophysären POMC-Gens in die zu replizierende Nukleotidsequenz einbezogen, geklärt werden, ob in den untersuchten Zellinien das hypophysäre POMC-Gen oder eine Variante desselben exprimiert wird. Zum anderen sollte in der Keratinozytenzellinie HaCaT mittels Radioimmunoassay (RIA) die basale und UVB-stimulierte Freisetzung von beta H-Endorphin-immunoreaktivem Material und N-Acetyl-beta H-Endorphin-immunoreaktivem Material untersucht werden. Entgegen der uns vorliegenden Information aus der Literatur, wonach Keratinozyten in der Lage sind, hypophysäres POMC zu exprimieren, konnte eine basale oder UVB-stimulierte Expression des hypophysären POMC-Gens in den von uns gewählten Hautzellinien HaCaT und Colo 679 mittels RT-PCR nicht bestätigt werden. Es konnte jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass die oben erwähnten Zellinien in der Lage sind, ein aberrantes POMC-Gen zu exprimieren. Bei der humanen Epidermoidzellinie A 431 konnte jedoch nur unter Verwendung von Primerpaaren, aus dem Exon 3-Bereich des hypophysären POMC-Gens eine geringe Menge an PCR-Amplifikat eines POMC-mRNA-Transkripts nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse sind zwar kompatibel mit der Expression eines hypophysären POMC Gens, beweisen jedoch zunächst nur die Expression irgendeines POMC-Gens. Bei Einsatz des Primerpaares aus den Exons 2 und 3 des hypophysären POMC-Gens waren die Befunde dann negativ, was den Schluss auf ein 'aberrantes' POMC-Gen, eine Variante des hypophysären POMC-Gens, nahe legt. Auf Post-Translationsebene zeigten die mit der HaCaT Zellinie erhaltenen Ergebnisse, dass in diesen Zellen eine basale Freisetzung von betaH-Endorphin- und N-Acetyl-betaH-Endorphin-immunoreaktivem Material stattfand. Die auf Transkriptions- und Post-Transkriptionsebene erhaltenen Ergebnisse bei der HaCaT Zellinie weisen also insgesamt betrachtet, ebenfalls auf die Expression einer Variante des hypophysären POMC-Gens bei HaCaT-Zellen hin. Eine UVB-stimulierte Freisetzung ließ sich übrigens bei den HaCaT-Zellen nicht nachweisen, was wiederum mit dem Vorhandensein eines 'aberranten' POMC-Gens zusammenhängen könnte. Die Epidermoidzellinie A 431 exprimiert von den in dieser Arbeit untersuchten Zellinien am ehesten ein aberrantes POMC-Gen. Es ist aber offenbar möglich, dass auch die humane Keratinozytenzellinie HaCaT und vielleicht sogar die humane Melanomzellinie COLO 679 unter bestimmten Bedingungen ein aberrantes POMC-Gen exprimieren. Um das POMC-System der Haut in seiner komplexen Form und seinen vielfältigen Funktionen verstehen zu können, sind weitere Arbeiten auf diesem Gebiet nötig.