Expression des TRPC6-Kanals in humanem Gewebe des hepatobiliären Systems

Abstract

Zusammenfassung: Der TRPC6-Kanal ist ein calciumpermeabler nicht selektiver Kationenkanal, der zur Unterfamilie der kanonischen Transienten-Rezeptor-Potential-Kanäle (TRPC) zählt. Diese Unterfamilie umfasst insgesamt sieben Vertreter. Der Kanal ist sowohl an physiologischen als auch an pathophysiologischen Prozessen im menschlichen Organismus beteiligt. Mutationen dieses Ionenkanals sind für die Entwicklung einer Nierenerkrankung, der fokal segmentalen Glomerulosklerose (FSGS), verantwortlich. Eine entscheidende Rolle spielt der TRPC6-Kanal in überexprimierter Form auch im Wachstum des hepatozellulären Karzinoms (HCC) der Leber. Dieses Karzinom weist global gesehen die fünft höchste krebsbezogene Mortalität auf. In Zukunft soll dieser Kanal deshalb molekulares Ziel aussichtsreicher neuer Therapieformen sein. Während man deshalb vermehrt seiner Rolle in verschiedenen Leberpathologien Beachtung schenkt, ist seine Expression und Verteilung im gesunden Lebergewebe des Menschen nicht im Detail untersucht worden. Da die Leber eine Einheit mit dem biliären System (Gallenblase, extrahepatische Gallenwege) bildet und über die Expression und Lokalisierung des Kanals dort bis dato nichts bekannt war, hat sich diese Arbeit das Ziel gesetzt, die Expression und Lokalisierung dieses relevanten Kanals in eben diesen Strukturen zu untersuchen. Hierfür wurden post mortem menschliche Gewebeproben aus dem hepatobiliären System von Körperspendern des Anatomischen Institutes des Universitätsklinikums des Saarlandes entnommen und untersucht. Es wurden immunhistochemische Methoden gewählt, da diese eine morphologische Zuordnung der Signale zu einzelnen Strukturen ermöglichen. Dies bot die Möglichkeit, neue Erkenntnisse zu den bisherigen Arbeiten zu gewinnen. In der Leber konnte die Expression des Kanals in den Hepatozyten von allen untersuchten Lebern nachgewiesen werden. Die höchste Expression ließ sich dort subzellulär im Bereich der Plasmamembran feststellen. Außerdem zeigte sich eine leichte reaktive Zunahme der TRPC6-Expression in den Hepatozyten von Lebern, die von Gewebszerstörung (Zirrhose, Hepatitis) betroffen waren. Sowohl im Gallenblasengewebe als auch in den extrazellulären Gallenwegen zeigte das Oberflächenepithel (Cholangiozyten) eine starke TRPC6-Protein-Expression, die der perinukleären Region zugeordnet werden konnte. Auch die glatte Muskulatur der Gallenblase wies eine deutliche TRPC6-Expression auf, deren Signalstärke zwischen den Gewebeproben variierte. Diese Beobachtungen liefern den Nachweis, dass der TRPC6-Kanal im hepatobiliären System des Menschen vorkommt und in welchen Strukturen das Protein dort lokalisiert ist. Außerdem geben diese Ergebnisse Hinweise auf physiologische Funktionen des Kanals, welche bei der Entwicklung von zukünftigen Therapiestrategien beachtet werden müssen.

Summary: The TRPC6 channel is a calcium-permeable non-selective cation channel that belongs to the canonical transient receptor potential channel (TRPC) subfamily. This subfamily includes a total of seven representatives. The channel is involved in both physiological and pathological processes in the human organism. Mutations of this ion channel are responsible for the development of the kidney disease FSGS (focal segmental glomerulosclerosis). When overexpressed, the TRPC6 channel also plays a crucial role in the proliferation of hepatocellular carcinoma (HCC) of the liver, which has the fifth highest cancer-related mortality globally. In the future, this channel is therefore expected to be a molecular target of promising new therapies. While increased attention is therefore being paid to its role in various liver pathologies, its expression and distribution in healthy human liver tissue has not been studied in detail. Since the liver forms a unit with the biliary system (gallbladder, extrahepatic bile ducts) and nothing is known about the expression and localization of the channel there until now, this work aimed to investigate the expression and localization of this relevant channel in these very structures. For this purpose, post-mortem human tissue samples were obtained from the hepatobiliary system of body donors at the Anatomical Institute of Saarland University Hospital. To achieve this goal, immunohistochemical methods were chosen because they allow morphological assignment of signals to individual structures. This offers the possibility to gain new insights to the previous studies. In the liver, expression of the channel was detectable in the hepatocytes of all livers examined. The highest expression was found subcellularly in the plasma membrane region. In addition, a slight reactive increase/condensation of TRPC6 expression was evident in the hepatocytes of livers affected by tissue destruction (cirrhosis, hepatitis). In the gallbladder tissue as well as in the extracellular bile ducts, the surface epithelium (cholangiocytes) showed strong TRPC6 protein expression, which could be assigned to the perinuclear region. Smooth muscle in the wall of the gallbladder also showed significant TRP6 expression, with signal intensity varying between tissue samples. These observations provide evidence that the TRPC6 channel is present in the human hepatobiliary system, and in which structures the protein is localized there. In addition, the localization within the structures provides clues to potential functions that need to be considered in the development of future therapeutic strategies.