title: Influence of glucose on the HMGB-1-regulation of pancreatic ß-cells
title: Einfluss von Glukose auf die HMGB-1-Regulation der ß-Inselzellen
Creators: name: Depboylu, Aysegül
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: Medizin, Gesundheit
Gastroenterology
Gastroenterologie

description: In the present study the influence
      of glucose was examined for the HMGB1-regulation of glucose
      ß-islet cells. We treated INS-1 cells with 10 and 30 mM
      glucose and then separat-ed the proteins by 2-D gel
      electrophoresis. We investigated the proteins HMGB1 and
      caspase-3, which was subsequently verified by means of
      Western blot. Under hypergly-cemia we showed a downregulation
      of HMGB1 and an activation of caspase 3. Under hy-perglycemic
      conditions we observed a significant decrease in cell
      proliferation by MTT-Assay. By cell fractionation a reduction
      of HMGB1 both in the nucleus and in the cytosol could be
      shown at elevated glucose levels. Interestingly an additional
      treatment with pioglitazone could interestingly prevent the
      downregulation of HMGB1. Combined treatment with 10 mM
      glucose and pioglitazone of INS cells showed a significant
      under-expression and a strong impairment of the cell
      proliferation. In summary pioglitazone exerts its protective
      effect under elevated glucose conditions. In the diabetic
      patients decreased HMGB1 levels were detected before and
      after pioglitazone therapy. An increase in HMGB1 levels could
      not be achieved under the influence of pioglitazone. The date
      lead to the assumption that pioglitazone exerts its
      protective effect in the late stage of diabetes mellitus.
      Furthermore pioglitazone exerts its protective effect on
      carci-noma cells possibly leading to bladder cancer or colon
      carcinoma. On the bases of facts glitazones were taken off
      the market in 2011. But pioglitazone could possibly be
      effective in MS. To investigate possible anti-apoptotic
      functions of HMGB1 we used RT-PCR cloning, then performed a
      stable transfection. In the performed Western blots we showed
      low grade HMGB1 overexpression. We went from a slight
      over-expression, as the stably transfected INS-1 cells
      compared to the normal INS-1 cells behaved differently. Under
      elevated glucose levels no downregulation of HMGB1 was found
      and cell proliferation of INS-1 clones was significant-ly
      improved. A caspase-3 cleavage under elevated glucose
      conditions could not be de-tected, thus HMGB1 overexpression
      prevents the activation of caspase 3.
description: In der vorliegenden Arbeit wurde
      der Einfluss von Glukose auf die HMGB1-Regulation von Glukose
      der ß-Inselzellen untersucht. INS-1 Zellen, die mit 10 und 30
      mM Glukose behan-delt wurden, wurden mittels 2
      D-Gelelektrophorese aufgetrennt. Wir untersuchten die
      Pro-teine HMGB1 und Caspase 3, die anschließend mit Hilfe von
      Westernblot verifiziert wur-den. Unter der Hyperglykämie
      zeigte sich eine Herunterregulation von HMGB1 sowie eine
      Aktivierung von Caspase 3. Ferner wurde mit Hilfe von
      MTT-Assays unter hypergly-kämischen Bedingungen eine
      signifikante Abnahme der Zellproliferation nachgewiesen. Bei
      der Zellfraktionierung konnte unter erhöhter Glukosebelastung
      eine Reduktion von HMGB1 sowohl im Zellkern als auch im
      Zytosol dargestellt werden. Eine zusätzliche Be-handlung mit
      Pioglitazon konnte interessanterweise eine Herabregulation
      von HMGB1 verhindern. Die mit 10 mM Glukose und Pioglitazon
      behandelten INS-Zellen zeigten eine deutliche Unterexpression
      bzw. eine starke Beeinträchtigung der Zellproliferation. In
      Anbe-tracht dessen entfaltet Pioglitazon seine protektive
      Wirkung unter erhöhten Glukose-bedingungen. Bei den
      Diabetikern wurden vor und nach der Pioglitazonbehandlung
      er-niedrigte HMGB1-Spiegel nachgewiesen. Eine Erhöhung der
      HMGB1-Spiegel konnte un-ter Einfluss von Pioglitazon nicht
      erzielt werden. In der Zusammenschau der Befunde ist
      anzunehmen, dass Pioglitazon seine protektive Wirkung erst im
      fortgeschrittenen Stadium des Diabetes Mellitus entfaltet.
      Desweiteren entfaltet Pioglitazon seine protektive Wirkung
      auf die Karzinomzellen, so dass ein Harn-blasenkarzinom oder
      Kolonkarzinom verursacht wird. In Anbetracht dessen wurden
      Glitazone 2011 vom Markt genommen. Pioglitazon soll aber ggf.
      bei MS wirksam sein. Um mögliche antiapoptotische Funktionen
      von HMGB1 zu untersuchen, wurde mittels RT-PCR eine
      Klonierung, dann eine stabile Transfektion durchgeführt. In
      den durchgeführten Westernblots zeigte sich eine
      leichtgradige HMGB1-Überexpression. Wir gingen von einer
      leichten Überexpression aus, da sich die stabil
      transfizierten INS-1 Zellen im Vergleich zu den normalen
      INS-1 Zellen anders verhielten. Unter erhöhten
      Glukosekonzrentrationen stellte sich keine Herunterregulation
      der HMGB1-Bande dar und die Zellproliferation der INS-1 Klone
      war deutlich gebessert. Eine Caspase 3-Spaltung konnte unter
      erhöhten Glukosebedingungen nicht nachgewiesen werden, somit
      verhindert eine HMGB1-Überexpression die Aktivierung von
      Caspase 3.