Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollten Erkenntnisse über eine mögliche Bedeutung von PEDF für die Funktion der ß-Zelle des Pankreas sowie bei der Entstehung des Diabetes mellitus gewonnen werden. In verschiedenen neuronalen Zellarten ist bereits ein antiapoptotischer Effekt von PEDF beobachtet worden. Da an der Entwicklung eines Diabetes mellitus Typ 2 vermutlich ebenfalls eine progrediente Apoptose der ß-Zellen beteiligt ist, sollte eine potentielle Schutzwirkung von PEDF untersucht werden. In dieser Arbeit konnte in INS-1 Zellen erstmalig eine Genexpression von PEDF nachgewiesen werden. Der Nachweis von PEDF auf Proteinebene gelang, möglicherweise aufgrund einer geringen physiologischen Proteinsynthese, mit den vorhandenen Methoden nicht. Die Stimulation der INS-1 Zellen mit PEDF führte zu einer Hemmung der Proliferation. Weiterhin kam es durch PEDF zu einer Modifikation der Expression einzelner ß-Zell-Gene. Sowohl Insulin als auch die untersuchten Transkriptionsfaktoren PDX-1, HNF-4α und Nkx6.1 und Gene des Glucosemetabolismus, wie GLUT2, Glukokinase und IAPP, wurden unter Stimulation mit PEDF verstärkt exprimiert. Zusätzlich zeigte sich eine Steigerung der Insulinsekretion. Eine antiapoptotische Wirkung, wie sie in früheren Studien für neuronale Zellen nachgewiesen wurde, konnte in den INS-1 Zellen für PEDF nicht gezeigt werden. Ein solcher protektiver Effekt war weder bei zytotoxischem noch oxidativem Stress darstellbar. Zusammenfassend lassen die Ergebnisse von Proliferation, Genexpression und Insulinsekretion eine steigernde Wirkung von PEDF auf den Differenzierungsgrad der INS-1 Zellen vermuten. Bei bereits vorliegendem Nachweis differenzierender Eigenschaften in anderen Zellarten wäre eine generelle Funktion als differenzierungsfördernder zellulärer Faktor zu diskutieren.
Pigment epithelium derived factor (PEDF) is an ubiquitary expressed protein with antiapoptotic properties in different neuronal cells. In diabetes mellitus type 2 apoptosis of beta cells is involved in the pathogenesis of the disease. Object of this study was it to analyze a potential protective effect of PEDF against the apoptotic destruction of beta cells in the endocrine pancreas. For the first time a beta cell specific gene expression of PEDF was demonstrated in INS-1 cells. A previously supposed antiapoptotic effect of PEDF, as already shown in neuronal cells, could not be identified in INS-1 cells. The stimulation of INS-1 cells with PEDF resulted in a significant inhibition of cell proliferation. Furthermore PEDF showed an insulin metabolism improving capacity. The expression of insulin and other beta cell genes was increased, just like the insulin secretion. In conclusion, we have identified PEDF to be a potent molecule that inhibits the proliferation, induces gene expression and insulin secretion, and the differentiation of INS-1 cells. Based on the neurotrophic and differentiating properties in neuronal cells and the results of this study a general induction of differentiation through PEDF could be discussed and should be specified.