Immunhistochemische und funktionelle Charakterisierung der IP3-Rezeptorsubtypen im Kolonepithel der Ratte
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Die Stimulation einer Reihe von G-Protein-gekoppelter Rezeptoren löst amKolonepithel, vermittelt durch die Aktivierung einer Phospholipase C und daraus resultierender Bildung von Inositol-1,4,5-trisphosphat (= IP3), eine Freisetzung von Ca2+-Ionen aus intrazellulären Speichern aus, woraus funktionell eine sekretorische Diarrhoe entsteht. Ziel der Arbeit war es, am Kolonepithel der Ratte die exprimierten IP3-Rezeptorsubtypen, ihre Lokalisation innerhalb des Kolonepithels sowie die mögliche funktionelle Bedeutung der verschiedenen Subtypen zu identifizieren. Der Typ 1 IP3-Rezeptor (= IP3R1) konnte immunhistochemisch im Kolonepithelnicht nachgewiesen werden, während der Typ 2 IP3-Rezeptor (= IP3R2) in denEpithelzellkernen der Krypte und des Oberflächenepithels gefunden wurde. Durch Doppelfärbungen mit Lamin B1 und elektronenmikroskopische Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Rezeptor im Nukleoplasma exprimiert wird. Der Typ 3 IP3-Rezeptor (= IP3R3) hingegen ist im apikalen Zytoplasma der Epithelzellen lokalisiert. Dieser Subtyp zeigt einen Gradienten entlang der Kryptenachse, da seine Expression von der Oberflächenregion zur Fundusregion hin massiv abnimmt, wo dieser Rezeptorsubtyp nicht mehr detektiert werden konnte. Um die funktionelle Rolle der beiden Subtypen zu untersuchen, wurden Ca2+-Imaging-Experimente durchgeführt. Zuerst sollte geklärt werden, ob sich der IP3R3-Gradient entlang der Kryptenachse auf Ca2+-Signale, die durch Stimulation des Phospholipase C / IP3-Signalweges entstehen, auswirkt. Stimulation von purinergen Rezeptoren mit ATP an intakten, isolierten Kolonkrypten löste aber in allen untersuchten Kryptenabschnitten (Oberflächenregion, Mitte, Fundus) eine gleich starke sowie gleich schnelle Ca2+-Antwort aus. Auch eine Stimulation von saponinpermeabilisierten Krypten mit IP3 selbst oder dem IP3-Agonisten Adenophostin A rief gleich starke Antworten in allen Kryptenabschnitten hervor. Nur das hoch affine Adenophostin konnte eine schnellere Antwort in der Oberflächenregion hervorrufen, also in dem Kryptenabschnitt, in dem sowohl nukleäre IP3R2 als auch zytoplasmatische IP3R3 exprimiert werden. Die Verteilung des IP3R3 bedingt damit keinen wesentlichen funktionellen Gradienten entlang der Kryptenachse; der nukleäre IP3R2 scheint also für die Stimulation des Ca2+-Signalweges am Kolonepithel ausreichend zu sein. Diese Schlussfolgerung wurde durch Imaging-Experimente an isolierten Epithelzellkernen untermauert, an denen eine IP3-Exposition Änderungen in der Ca2+-Konzentration hervorrief, die sich durch den IP3-Rezeptorblocker 2-Aminoethoxy-diphenylborat (2-APB) unterdrücken ließen. Dem nukleären IP3R2 scheint damit eine zentrale Rolle im Ca2+-Signalweg des Kolonepithels zuzukommen.Link to publications or other datasets
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Original publication in
Wettenberg : VVB Laufersweiler 2006