Diabetologie und Stoffwechsel 2015; 10 - FV9
DOI: 10.1055/s-0035-1549515

Cldn11-DNA-Methylierung und -Expression in pankreatischen Inseln Diabetes-resistenter B6-ob/ob Mäuse

A Kammel 1, 2, M Rödiger 1, 2, O Kluth 1, 2, N Hallahan 1, 2, A Jaschke 1, 2, RW Schwenk 1, 2, A Schürmann 1, 2
  • 1Deutsches Institut für Ernährungsforschung, Experimentelle Diabetologie, Nuthetal, Germany
  • 2Deutsches Zentrum für Diabetesforschung, Neuherberg, Germany

Fragestellung: Kohlenhydrathaltige Diäten führen in New Zealand Obese (NZO)-Mäusen zum β-Zelluntergang, wohingegen C57BL/6.V-Lep ob/ob (B6-ob/ob)-Mäuse durch gesteigerte β-Zellproliferation vor dem Typ-2-Diabetes geschützt sind1. Transkriptomanalysen isolierter Inseln zeigten eine verringerte Expression des tight-junction-Proteins Claudin-11 (Cldn11) in B6-ob/ob Inseln. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss von Claudin-11 auf die β-Zellproliferation zu untersuchen und zu klären, welche Mechanismen zur Repression von Cldn11 führen.

Methodik: Von männlichen B6-ob/ob- und NZO-Mäusen, die für zwei Tage einer Glucosebelastung ausgesetzt waren, wurden Langerhans-Inseln für eine Microarray-basierte Transkriptomanalyse isoliert. Der Einfluss von Claudin-11 auf die β-Zellproliferation wurde in MIN6-Zellen mittels BrdU-Einbau überprüft. Zur Identifikation genomischer Varianten wurde Cldn11 sequenziert. DNA-Methylierung wurde mittels Bisulfitsequenzierungs-PCR (BSP) gemessen.

Ergebnisse: Von 1.708 differentiell exprimierten Genen in Langerhans-Inseln von B6-ob/ob- und NZO-Mäusen war Cldn11 eines der fünf stärksten regulierten Transkripte mit einem Log2-FC von -6,86, und fast ausschließlich in NZO-Inseln vorhanden, während im Hoden keine Unterschiede vorlagen. Sequenzanalysen ergaben keine Variation, die die gewebsspezifischen Expressionsunterschiede zwischen B6-ob/ob- und NZO-Inseln erklären. BSP-Analysen identifizierten 4 CpG-Stellen im Promoter und ersten Intron des Cldn11-Gens, die in B6-ob/ob-Mäusen einen erhöhten DNA-Methylierungsgrad aufwiesen (4,1 – 9,1%), was die geringere Expression erklären könnte. Die Überexpression von Cldn11 in MIN6-Zellen hemmte deren Proliferation um 12,1 ± 1,4% (21,1% BrdU-positive Zellen in GFP-infizierten Zellen, 10,7% BrdU-positive Zellen in Cldn11 infizierten Zellen).

Schlussfolgerungen: Epigenetische Veränderung des Cldn11-Gens in Langerhans-Inseln von B6-ob/ob-Mäusen trägt zu deren erhöhter proliferativer Kapazität und damit zum β-Zellschutz bei.

Referenz: 1 Kluth et al. (2014). Diabetes. 63(12):4230 – 8.

* Förderung: BMBF: DZD: 01GI0922; DFG: GK1208