Der Transkriptionsfaktor Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) spielt u.a. eine wichtige Rolle für den Schutz der Zelle vor oxidativem Stress und im Lipidmetabolismus. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob die AMP-aktivierte Proteinkinase (AMPK), ein Schlüsselregulator des Energiehaushalts, an der Nrf2-Antwort beteiligt ist. Mit Hilfe des Naturstoffes Xanthohumol (XN) wurden Nrf2 und AMPK in embryonalen Maus-Fibroblasten (MEF) aktiviert. Die streng Nrf2-abhängige Hochregulierung des Proteins Hämoxygenase (HO-1) wurde als molekularer Indikator verwendet, um die Antwort auf die Behandlung mit XN in WT und AMPK-/- MEF zu vergleichen. In den AMPK-/- Zellen ist die Hochregulierung von HO-1 sowohl auf der Protein- als auch auf der mRNA Ebene beeinträchtigt. Weder die Gesamtmenge an Nrf2 noch der nukleare Import des Proteins unterscheiden sich zwischen den WT und AMPK-/- Zellen. Wir konnten ausschließen, dass PKA, der MAPK Signalweg, GSK3ß, beeinträchtigte NADPH Level oder ein veränderter Fettmetabolismus eine tragende Rolle für das Nrf2/HO-1 Signal spielen. Der PI3K/Akt Signalwegs zeigte eine positive Wirkung auf die Hochregulierung von HO-1 durch XN und seine Aktivierung war in AMPK-/- Zellen reduziert. Außerdem war die Acetylierung von Proteinen in AMPK-/- Zellen generell höher und beeinträchtigte die Nrf2/HO-1 Antwort. Die Level von p53, einem negativen Regulator von Nrf2, waren in AMPK-/- Zellen ebenfalls erhöht. Zudem litten die AMPK-/- Zellen unter erhöhtem ER Stress, der mit dem reduzierten Nrf2/HO-1 Signal in Verbindung gebracht werden konnte. In Summa fanden wir, dass die AMPK einen positiven Effekt auf die Nrf2/HO-1 Antwort ausübt, in den Signale von Akt, Proteinacetylierung, p53 und/oder ER Stress einfließen.

The transcription factor Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) is a crucial player in cellular stress protection and fat metabolism. We tested whether the AMP-activated kinase (AMPK), a central regulator of energy metabolism, takes part in the Nrf2 dependent signalling. Xanthohumol (XN) was used for activating both Nrf2 and AMPK signalling in mouse embryonic fibroblasts (MEF). The strictly Nrf2-dependent upregulation of heme oxygenase 1 (HO-1) was chosen as a molecular readout to compare the response in XN-treated WT and AMPK-/- MEF. In the AMPK-/- cells the upregulation of HO-1 was blunted both on the protein and mRNA level. Neither the total amount of Nrf2 nor the nuclear import of the protein markedly differed between WT and AMPK-/- cells. We could rule out a major role for PKA, the MAPK pathway, GSK3ß, altered NADPH levels or fatty acid metabolism in the observed AMPK boost of the Nrf2/HO-1 signal. The PI3K/Akt positively influenced the upregulation of HO-1 by XN and was blunted in AMPK-/- cells. Protein acetylation levels were generally higher in AMPK-/- cells and appeared to negatively affect the Nrf2/HO-1 response. The levels of p53, a negative regulator of Nrf2, were increased in AMPK-/- cells. Furthermore, AMPK-/- cells showed an elevated level of ER stress which could be causally linked to their reduced Nrf2/HO-1 signal. Overall we revealed an enhancement of the Nrf2/HO-1 response by AMPK in which signals from Akt, protein acetylation events, p53 and/or ER stress seem to be involved.