| Die Aufnahme von Kalziumionen (Ca2+) durch Mitochondrien ist ein ausgeklügelter zellulärer Prozess, welcher globale und lokale Ca2+ Signale beeinflusst und dadurch verschiedene Signalvorgänge in einer Zelle kontrolliert. In intakten Endothelzellen ist allerdings nicht eindeutig geklärt, ob die Aufnahme von Ca2+ durch Mitochondrien die Bildung von Stickstoffmonoxid (NO•) fördert oder hemmt und somit einen essentiellen Vorgang der Gefäßregulation beeinflusst. Ziel dieser Arbeit war es daher, die Rolle der Ca2+ Aufnahme durch Mitochondrien für die Ca2+-stimulierte NO• Produktion in einer immortalisierten Endothelzelllinie (EA.hy926) und primären Endothelzellen von der Nabelschnurrvene (HUVEC) zu untersuchen. Für diesen Zweck wurden Echtzeitmessungen von zellulären NO• und Ca2+ Signalen in einzelnen Endothelzellen mit sogenannten genetisch kodierte Sensoren durchgeführt. Für zelluläre NO• Messungen wurden die kürzlich entwickelten geNOps verwendet, während Ca2+ Signale in Mitochondrien mit dem sogenannten 4mtD3cpv, einem genetisch kodierten Ca2+ Sensor, aufgespürt wurden. Um die Aufnahme von Ca2+ durch Mitochondrien zu manipulieren, wurden bekannte Komponenten des Ca2+-Aufnahmekomplexes (MCU Komplex) der inneren Mitochondrienmembran mittels siRNA in ihrer Expression reduziert. Eine Reduktion der Expression von MCU und EMRE, einem Regulator Protein des MCU Komplexes, führte, wie erwartet, zu einer deutlichen Verminderung der Ca2+ Signale in Mitochondrien sowie einer reduzierten zellulären NO• Produktion bei Stimulierung der Endothelzellen mit Adenosintriphosphat (ATP). Dieses Ergebnis wurde mittels Oligomycin und Antimycin, welche das Membranpotential und somit die Ca2+-Aufnahme der Mitochondrien aufheben, bestätigt. Die siRNA-vermittelte Reduktion der Expression von MICU1, ein Protein, welches den MCU Komplex hemmt, erhöhte Ca2+ Signale in Mitochondrien und die NO• Bildung in Endothelzellen. Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse, dass die NO• Biosynthese in Endothelzellen tatsächlich von der Ca2+ Aufnahme durch Mitochondrien positiv beeinflusst ist. Somit könnte der MCU Komplex ein wichtiger Angriffspunkt für die therapeutische Verbesserung von Gefäßfunktionen sein. |
