Cathepsin S fördert die menschliche Preadipozytendifferenzierung: Mögliche Beteiligung am Abbau von Fibronectin

Wir haben zuvor gezeigt, dass die Cysteinprotease Cathepsin S (CTSS), die dafür bekannt ist, mehrere Komponenten der extrazellulären Matrix (ECM) abzubauen, von menschlichen Fettzellen produziert wird und bei Fettleibigkeit erhöht ist. Da die ECM-Remodellierung ein Schlüsselprozess ist, der mit der Adipogenese assoziiert ist, haben wir den potenziellen Beitrag von CTSS zur Förderung der Preadipozytendifferenzierung untersucht. Kinetische Studien an primären menschlichen Preadipozyten zeigten einen moderaten Anstieg der CTSS-Genexpression und Sekretion am Ende der Differenzierung. Die CTSS-Aktivität war im Kulturmedium der Preadipozyten maximal, nahm danach jedoch ab, was mit einer erhöhten Freisetzung des endogenen CTSS-Inhibitors Cystatin C während der Differenzierung übereinstimmte. Die Hemmung der CTSS-Aktivität durch einen exogen-spezifischen Inhibitor, der während der Differenzierung hinzugefügt wurde, führte zu einer 2-fachen Reduktion des Lipidgehalts und der Expression von Adipozytenmarkern in differenzierten Zellen. Im Gegensatz dazu erhöhte die Behandlung von Preadipozyten mit humanem rekombinantem CTSS die Adipogenese. Darüber hinaus reduzierte die CTSS-Zusatzgabe im Preadipozytenmedium deutlich das Fibronectin-Netzwerk, ein Schlüsselkomponente der Preadipozyten-ECM, dessen Abnahme für die Adipogenese erforderlich ist. Mithilfe der immunhistochemischen Färbung von serielle Schnitte des Fettgewebes von adipösen Probanden zeigten wir, dass Adipozyten, die positiv für CTSS gefärbt sind, hauptsächlich in der Nähe von Fibrosebereichen liegen, die Fibronectin enthalten. Hier schlagen wir vor, dass CTSS die menschliche Adipogenese möglicherweise zumindest teilweise durch den Abbau von Fibronectin in den frühen Phasen der Differenzierung fördert. Zusammenfassend deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass CTSS, das lokal von Preadipozyten freigesetzt wird, die Adipogenese fördert und einen möglichen Beitrag dieses Protease zur Zunahme des Fettgewebes bei Fettleibigkeit nahelegt.