@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}
}
@article{WienekeNeuschaeferRubeBodeetal.2009,
  author    = {Wieneke, Nadine and Neuschaefer-Rube, Frank and Bode, L. M. and Kuna, Manuela and Andres, Jesus and Carnevali Junior, Luiz Carlos and Hirsch-Ernst, Karen I. and P{\"u}schel, Gerhard Paul},
  title     = {Synergistic acceleration of thyroid hormone degradation by phenobarbital and the PPAR alpha agonist WY14643 in rat hepatocytes},
  issn      = {0041-008X},
  doi       = {10.1016/j.taap.2009.07.014},
  year      = {2009},
  abstract  = {Energy balance is maintained by controlling both energy intake and energy expenditure. Thyroid hormones play a crucial role in regulating energy expenditure. Their levels are adjusted by a tight feed back-control led regulation of thyroid hormone production/incretion and by their hepatic metabolism. Thyroid hormone degradation has previously been shown to be enhanced by treatment with phenobarbital or other antiepileptic drugs due to a CAR-dependent induction of phase 11 enzymes of xenobiotic metabolism. We have recently shown, that PPAR alpha agonists synergize with phenobarbital to induce another prototypical CAR target gene, CYP2B1. Therefore, it was tested whether a PPAR alpha agonist could enhance the phenobarbital-dependent acceleration of thyroid hormone elimination. In primary cultures of rat hepatocytes the apparent half-life of T3 was reduced after induction with a combination of phenobarbital and the PPARa agonist WY14643 to a larger extent than after induction with either Compound alone. The synergistic reduction of the half-life could be attributed to a synergistic induction of CAR and the CAR target genes that code for enzymes and transporters involved in the hepatic elimination of T3, such as OATP1A1, OATP1A3, UGT1A3 and UCT1A10. The PPAR alpha-dependent CAR induction and the subsequent induction of T3-eliminating enzymes might be of physiological significance for the fasting- incluced reduction in energy expenditure by fatty acids as natural PPARa ligands. The synergism of the PPAR alpha agonist WY14643 and phenobarbital in inducing thyroid hormone breakdown might serve as a paradigm for the synergistic disruption of endocrine control by other combinations of xenobiotics.},
  language  = {en}
}
@article{WienekeHirschErnstKunaetal.2007,
  author    = {Wieneke, Nadine and Hirsch-Ernst, Karen I. and Kuna, Manuela and Kersten, Sander and P{\"u}schel, Gerhard Paul},
  title     = {PPARalpha-dependent induction of the energy homeostasis-regulating nuclear},
  issn      = {0014-5793},
  year      = {2007},
  abstract  = {A tight hormonal control of energy homeostasis is of pivotal relevance for animals. Recent evidence suggests an involvement of the nuclear receptor NR1i3 (CAR). Fasting induces CAR by largely unknown mechanisms and CAR-deficient mice are defective in fasting adaptation. In rat hepatocytes CAR was induced by WY14643, a PPARalpha-agonist. A DR1 motif in the CAR promoter was necessary and sufficient for this control. The PPARalpha-dependent increase in CAR potentiated the phenobarbital-induced transcription of the prototypical CAR-dependent gene CYP2B1. Since free fatty acids are natural ligands for PPARalpha, a fasting-induced increase in free fatty acids might induce CAR. In accordance with this hypothesis, CAR induction by fasting was abrogated in PPARalpha-deficient mice.},
  language  = {en}
}