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doi:10.22028/D291-29706
Titel: | Signalverarbeitung auf der zellulären und molekularen Ebene: Pankreatische β-Zellen und TRPM3-Kanalproteine |
VerfasserIn: | Lesch, Andrea Christina |
Sprache: | Deutsch |
Erscheinungsjahr: | 2018 |
Erscheinungsort: | Homburg/Saar |
Kontrollierte Schlagwörter: | Bauchspeicheldrüse |
DDC-Sachgruppe: | 610 Medizin, Gesundheit |
Dokumenttyp: | Dissertation |
Abstract: | TRPM3-Kanäle sind nicht-selektive Kationenkanäle für Na+-und Ca2+-Ionen. Durch
die Aktivierung des TRPM3-Kanals durch Pregnenolonsulfat kommt es zu einem
verstärkten Ca2+-Einstrom ins Zellinnere. Dadurch werden Stimulus-responsive
Transkriptionsfaktoren aktiviert. Bisherige Aktivitätstests von TRPM3 verwendeten
die Messung des Ca2+-Einstroms ins Zellinnere. In dieser Arbeit wurde die TRPM3-
regulierte Genexpression als Messsystem verwendet. Dabei wurde die
Mefenaminsäure als effektivster Inhibitor TRPM3-induzierter Genregulation
identifiziert. Desweiteren wurde die Signalkaskade entschlüsselt, die den TRPM3-
Kanal mit der Genregulation verknüpft. Dabei sind sowohl extra-als auch
intrazelluläre Ca2+-Ionen essentiell zur TRPM3-initiierten Signaltransduktion. Die
Proteinkinasen ERK und JNK wurden als Signalüberträger identifiziert. Die
Pregnenolonsulfat-Stimulation von TRPM3 aktivierte die Transkriptionsfaktoren Egr-
1, AP-1, ATF2, c-Jun, c-Fos und Elk-1. Die Expression der Proteinphosphatasen
MKP-1 und Calcineurin inaktivierte die TRPM3-vermittelte Signaltransduktion. MKP-1
und Calcineurin sind somit Bestandteil eines negativen
Rückkopplungsmechanismus. Als zentrale Signalmoleküle von AP-1-aktivierter
Genexpression wurden das TRE und das SRE identifiziert. Damit wurde die gesamte
Signaltransduktion und Genregulation von TRPM3 aufgeklärt.
Weiterhin wurde die Funktion von Elk-1 in pankreatischen β-Zellen untersucht. Bisher
war bekannt, dass Elk-1 durch Glukose aktiviert wird. Elk-1 fungiert als ein zentrales
Signalmolekül, weil es AP-1 und SRE aktiviert. Um die Funktion von von Elk-1 in vivo
zu entschlüsseln wurde ein transgenes Mausmodell generiert, das die dominantnegative
Form von Elk-1: REST/Elk-1ΔC in den β-Zellen exprimiert. Die Analyse
durch intraperitoneale Glukosetoleranz-Tests stellte heraus, dass die Mäuse
hyperglykämische Blutglukosewerte zeigen. Außerdem wurde eine verringerte Größe
der Inseln festgestellt, wodurch sich der diabetische Phänotyp erklären lässt. TRPM3-channels are non-selective cation channels, permeable for Na+-and Ca2+- ions. TRPM3-activation via Pregnenolonesulfate leads to an enhanced Ca2+-influx into the cells which results in activation of stimulus-responsive transcription factors. Previous studies used the measurement of TRPM3-induced Ca2+-influx to analyze TRPM3 activation. In this work, the TRPM3-regulated gene expression is used as a measuring system to analyze TRPM3 activation. Mefenamic acid has been identified to be the most efficient inhibitor in TRPM3-induced gene regulation. In addition, the signaling cascade connecting TRPM3-activation with enhanced gene regulation, has been revealed. In this process, both extra-and intracellular Ca2+-ions are essentiel to induce TRPM3-initiated signaling transduction. The protein kinases ERK and JNK have been identified as signal transducers. Pregnenolonsulfate-stimulation of TRPM3 activates the transcription factors Egr-1, AP-1, Elk-1 and ATF2, c-Jun and c-Fos. Expression of the protein phosphatases MKP-1 and Calcineurin inactivate TRPM3- induced signal transduction. Therefore, MKP-1 and Calcineurin are part of a negative feedback mechanism. As a key target of AP-1-induced gene expression the TRE and SRE have been identified. Hence, the TRPM3-induced signaling pathway and gene regulation has been completely clarified. Furthermore, the function of Elk-1 in pancreatic β-cells has been analyzed. It is known, that Elk-1 is activated via glucose. Elk-1 functions as a component in activating AP-1 and SRE. To analyze the Elk-1-functions in vivo, a transgenic mouse model was generated, that expresses the dominant-negative form of Elk-1; termed REST/Elk-1ΔC; in pancreatic β-cells. Analysis of intraperitoneal glucose tolerance tests revealed that the mice show hyperglycemic blood glucose levels. Further on, a significantly reduced islet size was determined, which explains the diabetic phenotype. |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-297062 hdl:20.500.11880/28111 http://dx.doi.org/10.22028/D291-29706 |
Erstgutachter: | Thiel, Gerald |
Tag der mündlichen Prüfung: | 14-Mär-2019 |
Datum des Eintrags: | 16-Okt-2019 |
Fakultät: | M - Medizinische Fakultät |
Fachrichtung: | M - Medizinische Biochemie und Molekularbiologie |
Professur: | |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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