Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Ca2+ homeostase in humanen Gefäßendothelzellen

Kurzfassung

Der Speicher operierende Ca2+ Einstrom (SOCE) spielt eine wichtige Rolle in einer Reihe von zellulären Funktionen wie Exocytose, enzymatische Aktivitäten, Muskelkontraktion, und Apoptose. Auf der anderen Seite wird das Mitochondrium für die Gestaltung der räumlichen und zeitlichen Muster des cytosolischen Ca2+ in einer eukaryotischen Zelle als essentiell angesehen. Pharmaka, die gezielt das mitochondriale Ca2+ Signal unterbrechen, haben einen inhibitorischen Effekt auf das Ausmaß des SOCE. Nach Entleerung des ER Ca2+ kommt es zu einer Bildung von subplasmalemmalen STIM1 Cluster, welche mit dem plasmamembran-gebundenen Ca2+ Kanal Orai1 interagieren. Dieser wird so aktiviert und führt zu einem Ca2+ Einstrom. Dennoch ist bisher der Einfluss der mitochondrialen Pufferung / Funktion auf diesem spezifischen Signalweg nicht untersucht. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung der mitochondrialen Funktion und der mitochondrialen Motilität auf den STIM1/Orai1 vermittelten SOCE zu untersuchen. Um dieses Ziel zu erreichen wurden die globalen und die organellspezifischen Ca2+ Signale, mit Hilfe eines hochauflösenden Fluoreszenzmikroskops aufgezeichnet. Hierfür wurde einerseits fura-2/am verwendet, oder es wurden rekombinante Ca2+ Sensoren eingesetzt, die gezielt in den entsprechenden Organellen exprimieren. In Zellen, die STIM1 und Orai1 überexprimieren, zeigte SOCE eine geringere Empfindlichkeit zu FCCP/Oligomycin im Vergleich zu Kontrollzellen. Bekräftigt wurde dies dadurch, dass bei untransfektierten Zellen, die hohen extrazellulären Ca2+ Konzentrationen ausgesetzt wurden, zu einer verminderten Empfindlichkeit des SOCE gegenüber mitochondrialen Toxinen führte. Die Anwendung des Hemmstoffs von NCXmito, CGP 35157 blockierte das FCCP - unempfindliche Signal. Dementsprechend zeigte sich, dass durch eine erhöhte SOCE und unter depolarisierenden Bedingungen, die mitochondriale Ca2+ Akkumulation gegenüber CGP 35157 empfindlich war. Im Gegensatz dazu war die mitochondriale Ca2+ Aufnahme gegen die Hemmung durch NCXmito unter Kontrollbedingungen unempfindlich. Nach Immobilisierung der Mitochondrien durch mAKAP-RFP-CAAX Expression wurde die mitochondriale Ca2+ Aufnahme herabgesetzt. Allerdings hatte diese Immobilisierung keinen Einfluss auf den SOCE vermittelten Ca2+ Einstrom. Dieses Ergebnis zeigt, dass das mitochondriale Ca2+ für den SOCE Prozess in Zellen, die STIM1 und Orai1 exprimieren, erforderlich ist. Jedoch scheinen hierbei die Nähe, die Motilität und die Menge der lokalen Ca2+ Pufferung von Mitochondrien keine Rolle zu spielen.

Schlagwörter

Endothelzellen, Mitochondrium, STIM1, Orai1, store-operated Ca2+ entry, FCCP, CGP35157, Motilität

Anzahl Seiten

132

Publikationsjahr

2011

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