The role of the JAK2-STAT3 pathway in pro-inflammatory responses of EMF-stimulated N9 microglial cells med./bio.

In dieser Studie sollte, detaillierter als in einer vorherigen Studie (Hao et al. 2010), die Aktivierung der Mikroglia und die Beteiligung von STAT3 (Signal Transducer and Activator of Transcription 3; vermittelt die Signaltransduktion von der extrazellulären Umwelt zum Nukleus) an der Mikroglia-Aktivierung nach einer 2,45 GHz elektromagnetischen Feld-Exposition untersucht werden.

Die Mikroglia wird als spezialisierte Makrophagen-beinhaltende Form des Zentralnervensystems betrachtet. Als Reaktion auf verschiedene Insults (plötzlich eintretendes Ereignis) nimmt die Mikroglia einen aktivierten Phänotypen an. Die Mikroglia-Aktivierung spielt eine entscheidende Rolle bei der Initiation und dem Ablauf verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen.
Einige Zell-Proben wurden mit dem JAK-Inhibitor Pyridon 6 (P6) vorbehandelt, um zu untersuchen, ob P6 die STAT3-Aktivierung beeinflussen könnte (um ferner die JAK2-STAT3-Signaltransduktion zu zeigen (JAK ist ein STAT3-Aktivator und in der Lage, STAT3 zu phosphorylieren). Die Zellen wurden drei, sechs, zwölf und 24 Stunden nach der Exposition untersucht.

• intakte Zelle/Zellkultur (in vitro)
• murine Mikroglia-Zelllinie N9

Die Ergebnisse zeigten, dass die elektromagnetische Feld-Exposition signifikant die Phosphorylierung von JAK2 und STAT3 (zeitabhängig mit Spitzenwert bei 12 h) sowie die DNA-Bindungsaktivität von STAT3 in N9-Mikroglia induzierte. Zusätzlich erhöhte die elektromagnetische Feld-Exposition erheblich die Expression von CD11b, dem Tumor-Nekrose-Faktor-alpha und der induzierbaren Nitroxid-Synthase (iNOS) sowie die Produktion von Stickoxid.
P6 unterdrückte stark die Phosphorylierung von JAK2 und STAT3 und verminderte die STAT3-Aktivität in der elektromagnetischen Feld-stimulierten Mikroglia. Interessanterweise wurde die CD11b-Expression sowie die Genexpression und die Produktion des Tumor-Nekrose-Faktor-alpha und der induzierbaren Nitroxid-Synthase (iNOS) durch P6 12 Stunden nach der elektromagnetischen Feld-Exposition gehemmt, aber nicht drei Stunden nach der Exposition.
Zusammenfassend löste die elektromagnetische Feld-Exposition direkt eine anfängliche Mikroglia-Aktivierung aus und erzeugte eine signifikante pro-inflammatorische Reaktion. Die Aktivierung des JAK2-STAT3-Signalwegs trat parallel zur Mikroglia-Aktivierung und zur Freisetzung pro-inflammatorischer Faktoren auf (d.h. Tumor-Nekrose-Faktor-alpha, iNOS und Stickoxid). Die Mikroglia-Aktivierung und die pro-inflammatorischen Reaktionen wurden durch P6 signifikant 12 Stunden, aber nicht drei Stunden nach der Exposition vermindert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der JAK2-STAT3-Signalweg nicht die anfängliche Mikroglia-Aktivierung vermitteln könnte, aber die pro-inflammatorischen Reaktionen in elektromagnetischen Feld-stimulierten Zellen fördert. Die Daten liefern eine Grundlage um zu bestimmen, ob pro-inflammatorische Reaktionen der elektromagnetischen Feld-stimulierten Mikroglia in therapeutischen Anwendungen durch die Hemmung des JAK3-STAT3-Signalwegs unterdrückt werden können.