Der Sodium-dependent Organic Anion Transporter SOAT : Substratspektrum, genetische Varianten im Menschen und Effekte in der Soat Knockout Maus

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2018

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-11275

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Der Sodium-dependent Organic Anion Transporter SOAT/Soat (Genname SLC10A6 Mensch und Slc10a6 Tier) ist ein hochspezifischer Aufnahme-Transporter für sulfokonjugierte Steroidhormone, welche eine große strukturelle Ähnlichkeit untereinander aufweisen. SOAT-Substrate sind durch ein planares, lipophiles Steroid-Gerüst mit einer Ring-Konformation in trans-trans-trans-Stellung gekennzeichnet. Außerdem weisen sie eine negativ geladene Monosulfat-Gruppe an den Positionen C3 oder C17 auf, die sowohl in alpha-, als auch in beta-Konstellation auftreten kann. Strukturell gesehen spielt es also keine Rolle auf welcher Seite des Moleküls die Sulfat-Gruppe angehängt ist. Darüber hinaus sind 5alpha-Reduktion, sowie 16alpha- und 17alpha-Hydroxylierung für die Substraterkennung von SOAT akzeptabel, während das Vorhandensein einer zweiten, negativ geladenen Sulfatgruppe den Substrattransport verhindert.SOAT zeigt im Menschen eine prädominante Expression im Hoden und wird in der Maus vor allem in Lunge, Haut und Hoden exprimiert. In beiden Spezies wurde das Protein besonders in Spermatiden und Spermatozyten detektiert, was darauf schließen lässt, dass SOAT/Soat im Hoden von Maus und Mensch die gleiche Funktion einnimmt. Darüber hinaus wurde eine signifikante Reduktion der SOAT-mRNA-Expression bei verschiedenen Störungen der Spermatogenese im Menschen gefunden. Aus diesen Gründen könnte SOAT/Soat eine Rolle für die lokale Versorgung mit Steroiden im Hoden spielen und damit auch einen Einfluss auf die männliche Fruchtbarkeit nehmen.Um der Aufklärung der physiologischen Funktionen des SOAT/Soat in Bezug auf Fruchtbarkeit und Spermatogenese näher zu kommen wurden zwei Strategien verfolgt: Neben der Analyse funktionell relevanter, genetischer Varianten von SOAT, die mit einer gestörten Spermatogenese korreliert sein könnten, wurde ein Slc10a6-Knockout-Maus-Modell etabliert, um Physiologie und Pathophysiologie des Transporters in Bezug auf Reproduktionsverhalten, Fertilität und Samenqualität in vivo zu evaluieren.Unter den 31 analysierten SOAT-Varianten zeigten nur zwei eine erhaltene Transportaktivität für [3H]DHEAS. Alle anderen SOAT-Varianten weisen hingegen einen verminderten Substrat-Transport auf. Einige dieser funktionsbeeinträchtigen Varianten zeigten darüber hinaus eine signifikant reduzierte Expression in der Plasmamembran, während andere Varianten an oder in direkter Nachbarschaft zu den mutmaßlichen Natrium-Bindungsstellen lokalisiert sind. Eine verminderte Expression in der Plasmamembran kann einen negativen Effekt auf die Transportrate haben, während ein beeinträchtigter Transport nicht notwendigerweise die Plasmamembranexpression beeinflusst. Die Varianten, die in unmittelbarer Nähe zu oder direkt an den Natrium-Bindungsstellen lokalisiert sind, beeinflussen die SOAT-Transportaktivität wahrscheinlich, indem sie Na+ von seiner Bindung an den jeweiligen Bindungsstellen abhalten und somit auch den Natrium-abhängigen Transport der Substrate verhindern. Die Slc10a6-/- -Knockout-Mäuse sind fruchtbar, produzieren normale Wurfgrößen und zeigen eine normale Spermatogenese und Spermienvitalität. Möglicherweise kann der Verlust der Soat-Expression in den Knockout-Mäusen kompensiert werden, da der Knockout konstitutiv ist und nicht erst konditionell verursacht wird. Außerdem ist denkbar, dass die Soat-Funktion trotz allem kein wesentlicher Bestandteil des Reproduktionsgeschehens ist. Zusätzlich zur reproduktiven Phänotypisierung wurde eine Steroidanalyse mit 9 unkonjugierten und 12 sulfokonjugierten Steroiden im Serum von Slc10a6-/- -Knockout- und Slc10a6+/+ -Wildtyp-Mäusen durchgeführt. Im Zuge dessen wurden in den männlichen Slc10a6-/- -Knockout-Mäusen, im Vergleich zum Wildtyp, signifikant höhere Serumspiegel für Cholesterin-Sulfat nachgewiesen. Dies könnte möglicherweise eine Bedeutung für die Haut haben, welche auf eine Ansammlung von CS mit einer Ichthyose reagiert.

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