Beeinflussung des ERα /ERβ-Status durch BP2

Nach der Yin/Yang-Theorie bzw. der Erweiterung der Funktion in der Aufteilung nach Proliferation und Differenzierung wird postuliert, wie wichtig das Verhältnis der Expression der beiden Subtypen in Organen ist, in denen sie koexprimiert werden.

Im Hypothalamus wurde die Genexpression beider ERs durch die Behandlung mit E2V leicht hochreguliert. Das Verhältnis der Expression von ERα und ERβ änderte sich dadurch

Damit wird das System in seiner Sensitivität an die verfügbare Menge des Induktors angepasst.

BP2 hat auf die Genexpression der beiden ERs im MBH keinen erkennbaren Einfluss, wodurch sich auch das Verhältnis der beiden Rezeptoren zueinander nicht ändert. Das System wird somit nicht sensitiver, wird aber auch in seiner Funktion nicht beeinträchtigt.

In der Hypophyse wurde der ERα durch E2V auf der Ebene der mRNA nicht reguliert, während die Expression des ERβ deutlich auf unter 50 % im Vergleich zur Kontrollgruppe sank. Dies deckt sich mit der Arbeit von Schreihofer et al., die allerdings auf der Proteinebene ein Absinken der ERα-Konzentration zeigen konnten (Schreihofer et al. 2000). Tena-Sempere et al. zeigten eine Stimulation der hypophysären ERβ-Expression nach Ovariektomie, welche durch Gabe von E2-benzoat auf das Niveau intakter Tiere gesenkt werden konnte (Tena-Sempere et al. 2004). Dieser Effekt wird über ERα vermittelt, da der ERβ-Agonist Diarylpropionitril (DPN) keine senkende Auswirkung auf die ERβ-Expression hat.

Es wird vermutet, dass die Regulation der ERs in der Hypophyse eine wichtige Rolle bei der Hemmung der Induktion des prä-ovulatorischen LH-, FSH- und Prolaktin-Anstieges spielt (Schreihofer et al. 2000). Ein Ansteigen des E2-Serumspiegels führt direkt in der Hypophyse sowie indirekt über GnRH zu einem Ansteigen der Sekretion von LH, FSH und Prolaktin. Die Hemmung der ER-Expression unterbricht diesen positiven feedback-Mechanismus durch eine Desensibilisierung der estrogenen Signalwege. Zusätzlich wird die TERP-1-Genexpression induziert. TERP-1 agiert als Repressor der ER-vermittelten Wirkung, da die ERs durch die Bildung von inaktiven Heterodimeren gebunden werden (Resnick et al. 2000).

In den Behandlungsgruppen zeigte sich erst in der BP2-1000-Gruppe eine signifikante Hemmung der Genexpression des ERβ. Die maximale Hemmung erreichte nicht das Niveau der E2V-Behandlungsgruppe, allerdings wurde die Funktion des Systems, das sich aus dem Verhältnis der beiden ERs definiert, in der gleichen Weise moduliert wie unter E2-Behandlung. Obwohl in den in vitro-Untersuchungen eine Präferenz für ERβ gezeigt wurde, ist BP2 in der Lage, in vivo ERα-regulierte Systeme als Agonist zu beeinflussen. Die Funktion des Systems wird in der Hypophyse in der gleichen Weise wie durch E2 moduliert.

BP2 wirkt auf die Regulation des „Zyklus“ als reines Estrogen.

Die Expression des ERα im Uterus wurde durch die E2V-Behandlung nicht beeinflusst, während die Genexpression des ERβ noch stärker reprimiert wurde, als bereits in der Hypophyse beobachtet. Hier wird eine Veränderung der Signalwirkung des E2 durch die

Modulation des ER-Expressionssystems noch deutlicher. Ähnlich wie in der Hypophyse wurde von Murata et al. eine verstärkte ERβ-Expression nach Ovariektomie beschrieben, die nach E2-Gabe auf das Niveau der intakten Kontrolle zurückfiel (Murata et al. 2003).

Die E2-Administration führt zu gravierenden Veränderungen im Uterus. Im Zuge dieser Veränderungen wird die ERβ-Expression drastisch reduziert. Eine mögliche Interpretation ist, dass die Entfernung des ERβ als Antagonist der ERα-Wirkung dafür sorgt, dass das estrogene Signal von E2 über ERα diese Veränderungen einleiten kann. Unter der Annahme, dass die ER-Subtypen eine unterschiedliche Funktion in der Regulation der Reproduktion einnehmen, bedeutet eine annähernde Elimination des ERβ eine Stärkung des ERα-vermittelten Signals.

In den BP2-Behandlungsgruppen wurde eine deutliche Tendenz beobachtet. Die Repression der ERβ-Genexpression erreicht in den Gruppen BP2-333 und BP2-1000 das Niveau der E2V-Gruppe. Das Expressionssystem der ER erfährt dieselbe Modulation wie unter E2V-Behandlung. Damit zeigt BP2 im Uterus eine klare estrogene Wirkung in Bezug auf die Remodulierung der estrogenen Signalwege.

In der Schilddrüse wurde die Expression des ERα unter E2V-Einfluss leicht reprimiert. Die Expression des ERβ hingegen blieb unverändert. Damit sinkt das Verhältnis von ERα zu ERβ.

Die Behandlung mit BP2 senkte die ERα-Expression signifikant auf ein mit der E2V-Gruppe vergleichbares Niveau. Die ERβ-Expression hingegen wurde bei der hohen Dosierung von BP2 (BP2-1000) auf über 150 % erhöht. Die Tendenz der Verschiebung des ERα/ERβ-Verhältnisses bleibt dabei gleich, wird aber durch die Hochregulation von ERβ noch verstärkt.

Die genauen Funktionen der beiden ER-Subtypen in der Schilddrüse sind bislang unbekannt.

Allerdings wurde die Regulation der Schilddrüsenfunktion durch Estrogene beschrieben (Cidlowski et al. 1975; Bray et al. 1976). Anhand dieser Daten wird deutlich, dass BP2 in der Schilddrüse einen von E2 abweichenden Effekt auf die Expression von ERα und ERβ ausübt.

Inwieweit diese Effekte eine biologische Relevanz haben, muss in weiteren Versuchen geklärt werden.

In der Leber konnte nur die Genexpression von ERα bestimmt werden, da Hepatozyten nur ERα exprimieren (Alvaro et al. 2000). ERβ wird nur von einigen speziellen Zelltypen wie zum Beispiel den Kupffer’schen Sternzellen und Cholangiozyten exprimiert und ist daher kaum nachweisbar. In diesem Experiment wurde die ERα-Expression sowohl durch E2V als

Estrogene reguliert. Durch Ovariektomie sinkt die mRNA-Konzentration, während eine Behandlung mit E2 diese wieder das Niveau von intakten Tieren anhebt (Xu et al. 2004).

Die Tendenz der Veränderung der Expression des ERα stimmt somit hier nicht mit der Literatur überein, dennoch zeigt BP2 in diesem Versuch ein rein estrogenes Verhalten. Eine mögliche Ursache könnten Splice-Varianten sein, die mit dem beschriebenen Messsystem nicht erfasst werden konnten. Da das Taqman™-Prinzip nur für die Amplifikation kurzer Sequenzen konzipiert wurde, können nicht alle alternativen Transkripte, wie sie auch für ERα beschrieben wurden (Herynk et al. 2004), erfasst werden.