Auswirkungen von Stress des Endoplasmatischen Retikulums in Rindernierenzellen

Abstract

Das Endoplasmatische Retikulum (ER) ist ein Zellorganell eukaryotischer Zellen, in dem u.a. die Proteinfaltung stattfindet. Übersteigt das Proteinaufkommen im ER dessen Faltungskapazität, liegt ER-Stress vor. In der Literatur ist beschrieben, dass in der Leber frühlaktierender Rinder ER-Stress-Gene verstärkt exprimiert werden. Bisher ist wenig über die Folgen von ER-Stress im bovinen Organismus bekannt. Ziel der vorliegenden Arbeit war, die Kenntnisse über die sensible Stoffwechsellage der Frühlaktation beim Rind zu erweitern, indem die Folgen von ER-Stress in der kommerziell erhältlichen Zelllinie der bovinen distalen Tubuluszellen Madin-Darby bovine kidney (MDBK) untersucht wurden.Insgesamt ist es mit dieser Arbeit gelungen, allgemeine Kenntnisse zu den Auswirkungen von ER-Stressoren auf verschiedene Signalwege in einer bovinen Zelllinie zu gewinnen. Es konnte ein detailliertes Bild des bovinen Vitamin-D-Stoffwechsels im Zusammenhang mit ER-Stress und Laktation dargestellt werden. Dies ist ein wichtiger Schritt für ein besseres Verständnis der bovinen Stoffwechsellage während der Laktation und könnte zu einer gesteigerten Tiergesundheit während dieses sensiblen Zeitraums beitragen. In Folgestudien wäre es von Interesse, das Wissen zu den Auswirkungen von ER-Stress auf die untersuchten Stoffwechselwege beim Rind zu vertiefen und auf den Metabolismus in-vivo zu übertragen, um konkrete Ansätze für eine Verbesserung der Tiergesundheit während der Laktation zu finden.

Endoplasmic reticulum (ER) is an organelle in eukaryotic cells. This organelle has different functions, of which protein folding and transport are of primary importance. An imbalance between the load of unfolded proteins and the folding capacity of the ER is called ER-stress. An increased ER-stress genes expression in the liver of dairy cows during early lactation is reported in literature. However, few studies are available investigating ER-stress in the bovine organism. Goal of the present study was to enlarge knowledge about the sensitive metabolic status of early lactation in cattle by investigating effects of ER-stress in the commercially available bovine kidney cell-line of distal tubular Madin-Darby bovine kidney (MDBK)- cells.Overall, through the present study it was achieved to get a generic knowledge about effects of ER-stress on different pathways in a bovine cell line. A detailed picture of the bovine vitamin D metabolism in correlation with ER-stress, inflammation and lactation could also be obtained. This is a big step for a better understanding of bovine metabolic status during lactation and could help to improve cattle health during such a sensitive period. In further studies it could be interesting to deepen knowledge about the effects of ER-stress on those pathways, that the present study has just analyzed in a generic way.