Cholesterol is an essential lipid for mammalian cells and its homeostasis is tightly regulated. Disturbance of cellular cholesterol homeostasis is linked to atherosclerosis and cardiovascular diseases. A central role in the sensing and regulation of cholesterol homeostasis is attributed to the endoplasmic reticulum (ER). This organelle harbours inactive transcription factors, which sense ER cholesterol levels and initiate transcriptional responses after activation and translocation into the nucleus. Thereupon, these responses enable adaption to high or low cellular cholesterol levels. Besides the abovementioned canonical functions, ER stress-induced by metabolic burden-and the resulting unfolded protein response influence cholesterol metabolism relevant to metabolic disorders. This review summarizes basic as well as recent knowledge on the role of the ER in terms of regulation of cholesterol metabolism.
Cholesterin ist ein integraler Bestandteil menschlicher Zellen, daher wird seine Homöostase engmaschig reguliert. Ein Ungleichgewicht im Cholesterinhaushalt führt zu Atherosklerose und in der Folge zu kardiovaskulären Erkrankungen. Die zentrale Schaltstelle der Zelle im Cholesterinhaushalt ist das endoplasmatische Retikulum (ER), welches seine Cholesterinkonzentration in einem sehr engen Rahmen mittels Transkriptionsfaktoren konstant hält. Dazu wird über inaktive Transkriptionsfaktoren der Cholesterinspiegel erfasst, und nach Aktivierung und Translokation in den Zellkern werden Transkriptionsreaktionen ausgelöst. Im Laufe der Jahre wird die metabolische Leistungsfähigkeit des ER beeinträchtigt, v. a. durch das Überangebot an Nahrung. Diese wie auch andere metabolische Ereignisse induzieren den sog. ER-Stress, ein Adaptationsmechanismus der Zelle auf kurzfristige Überbelastung. Dieser wird durch Proteinkaskaden, die Reaktion auf ungefaltete Proteine, „unfolded protein response“ (UPR) ausgelöst. Eine chronische Überlastung des ER führt auch zu einer Veränderung im Cholesterinstoffwechsel. Die vorliegende Übersichtsarbeit stellt eine Zusammenfassung des aktuellen Wissens über die Rolle des ER im Cholesterinhaushalt sowie dessen Beeinflussung durch chronische metabolische Belastung dar.
Keywords: Atherosclerosis; Endoplasmic reticulum stress; Transcription factors; Unfolded protein response.