@phdthesis{Wieneke2008,
  author    = {Wieneke, Nadine},
  title     = {Ursachen und Folgen vermehrter Expression des nukle{\"a}ren Rezeptors Constitutiver-Androstan-Rezeptor (NR1I3) durch Agonisten des nukle{\"a}ren Rezeptors Peroxisomenproliferator-aktivierter-Rezeptor-alpha (NR1C1)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-19167},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Der Fetts{\"a}urestoffwechsel unterliegt vielf{\"a}ltigen Kontrollmechanismen. So wird der Fetts{\"a}ureabbau {\"u}ber die Induktion und Aktivit{\"a}t spezifischer Enzyme reguliert. Ein zentraler Regulator ist dabei der nukle{\"a}re Rezeptor Peroxisomenproliferator-aktivierter-Rezeptor-α (PPARα). PPARα wird durch freie Fetts{\"a}uren in der Zelle aktiviert und f{\"o}rdert {\"u}ber die Induktion von Zielgenen den Fetts{\"a}uretransport und -abbau sowie die Gluconeogenese und Ketogenese. Der Anstieg an freien Fetts{\"a}uren beim Fasten, aber auch im Diabetes aktiviert PPARα. Unabh{\"a}ngig davon wurde in beiden Stoffwechsellagen auch eine erh{\"o}hte Expression des nukle{\"a}ren Rezeptors Constitutiver-Androstan-Rezeptor (CAR) und einiger CAR-Zielgene, vorrangig Enzyme des Fremdstoffmetabolismus wie Cytochrom P450 2B (CYP2B), festgestellt. Bei der Adaption an eine Fastensituation scheinen PPARα- und CAR-Signalwege {\"u}ber einen bisher unbekannten Mechanismus miteinander verschaltet zu sein. In der vorliegenden Arbeit sollte der der Verschaltung zugrunde liegende Mechanismus anhand eines Modelsystems, der PPARα-Agonisten-vermittelten Verst{\"a}rkung der Phenobarbital (PB)-abh{\"a}ngigen Induktion des CAR-Zielgens CYP2B, in vitro untersucht werden. Zudem sollte die physiologische Relevanz einer durch PPARα-Agonisten vermittelten Modulierung der CYP2B-Aktivit{\"a}t in einer Ganztierstudie in vivo belegt werden. Die verwendeten synthetischen PPARα-Agonisten steigerten in prim{\"a}ren Hepatozyten der Ratte signifikant die Phenobarbital (PB)-abh{\"a}ngige mRNA- und Protein-Expression sowie die Aktivit{\"a}t von CYP2B. Ohne vorherige PB-Behandlung induzierten PPARα-Agonisten CYP2B nicht. In Gegenwart von PB war die Steigerung der CYP2B-Aktivit{\"a}t durch PPARα-Agonisten dosisabh{\"a}ngig. In einem Luciferase-Reportergenassay wurde gezeigt, dass die Induktion durch PB unter der Kontrolle des CYP2B1-Promotors von einem distalen PBREM (PB-responsive-enhancer-module), an welches CAR binden kann, abh{\"a}ngig war. PPARα-Agonisten steigerten diese PB- und PBREM-abh{\"a}ngige Reportergentranskription und induzierten die CAR-mRNA und CAR-Proteinexpression. Sie aktivierten die Transkription eines Reportergens unter der Kontrolle eines Promotorfragments von bis zu 4,4 kb oberhalb des mutmaßlichen CAR-Transkriptionsstarts. Mit Hilfe von Deletionskonstrukten konnte ein potentielles Peroxisomenproliferator-aktivierter-Rezeptor-responsives Element (PPRE) im CAR-Promotorbereich von -942 bp bis -930 bp identifiziert werden, welches essentiell f{\"u}r die Initiation der Transkription durch PPARα-Agonisten ist. In band shift Experimenten akkumulierte verst{\"a}rkt Kernprotein mit diesem PPRE. Ein {\"U}berschuss an unmarkiertem Wildtyp-CAR-Reportergenvektor, nicht aber an CAR-Reportergenvektor mit PPRE-Deletion, konnte mit dem markierten PPRE um die Bindung von Kernprotein konkurrieren. Nach Chromatin-Immunpr{\"a}zipitation mit einem PPARα-Antik{\"o}rper wiederum wurde das betreffende PPRE amplifiziert. Bei in vivo Experimenten an m{\"a}nnlichen Ratten resultierte die Behandlung mit PPARα-Agonisten in einer signifikanten Induktion der CAR-mRNA-Expression und signifikant erh{\"o}hter PB-abh{\"a}ngiger CYP2B-Aktivit{\"a}t. Die physiologisch Relevanz wurde durch weiterf{\"u}hrenden Experimente unterstrichen, in denen gezeigt wurde, dass die Fasten-abh{\"a}ngige Induktion von CAR in PPARα-defizienten M{\"a}usen unterdr{\"u}ckt war. Diese Experimente legen nahe, dass durch PPARα-Agonisten aktiviertes PPARα an das PPRE im CAR-Promotorbereich von -942 bp bis -930 bp bindet und dadurch die CAR-Transkription induziert. Somit kann CAR als PPARα-Zielgen betrachtet werden, was die Schlussfolgerung zul{\"a}sst, dass die PPARα- und CAR-Signalwege {\"u}ber die direkte Bindung von PPARα an den CAR-Promotor unmittelbar miteinander verkn{\"u}pft sind. Allerdings ist davon unabh{\"a}ngig eine Aktivierung von CAR, etwa durch PB, f{\"u}r die vermehrte Induktion von CAR-Zielgenen notwendig . Die physiologische Relevanz der PPARα-abh{\"a}ngige CAR-Expression zeigt sich in den Ganztierexperimenten, bei denen die Wirksamkeit der PPARα-Agonisten best{\"a}tigt werden konnte. CAR-abh{\"a}ngig induzierte Enzyme sind nicht nur in großem Umfang am Fremdstoffmetabolismus beteiligt, sondern auch am Abbau von Schilddr{\"u}senhormonen und Glucocorticoiden. Sie k{\"o}nnen damit direkt Einfluss auf den Kohlenhydrat- und Energiestoffwechsel sowie die Regulation der Nahrungsaufnahme nehmen. {\"U}ber eine PPARα-abh{\"a}ngige Induktion von CAR im Rahmen der Fastenadaption k{\"o}nnten die CAR-Zielgene UDP-Glucuronyltransferase 1A1 und Sulfotransferase N beispielsweise verst{\"a}rkt Schilddr{\"u}senhormone abbauen und in der Folge den Grundumsatz senken. Der in dieser Arbeit erstmals beschriebene Mechanismus ist daf{\"u}r von zentraler Bedeutung.},
  language  = {de}
}