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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-97938
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2019/9793/


Analyse der funktionellen Purinrezeptorexpression auf L2- und R3/1-Zellen

Analysis of functional purinergic receptor expression on L2- and R3/1-cells

Ronneburg, Cornelia

pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Purinozeptor , Zellen
Freie Schlagwörter (Deutsch): L2-Zellen , R3/1-Zellen , Purinrezeptorexpression , Purinrezeptor
Freie Schlagwörter (Englisch): L2-cells , R3/1-cells , purinoceptor
Basisklassifikation: 44.69 , 44.66 , 44.37 , 44.75 , 44.84
Institut: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin, Gesundheit
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kiefmann, Rainer (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 23.04.2019
Erstellungsjahr: 2018
Publikationsdatum: 24.06.2019
Kurzfassung auf Deutsch: Purinrezeptoren sind im Organismus ubiquitär verbreitet und erfüllen beispielsweise maßgebliche Aufgaben im Nervensystem, der Immunabwehr, der Lungenfunktion und bei der Blutgerinnung. Aufgrund ihrer zahlreichen Funktionen ist es erforderlich, möglichst detailliertes Wissen über diese Rezeptorform mit ihren Subtypen (P2X, P2Y etc.) zu erlangen. In dieser Arbeit lag der Fokus auf der Frage nach der Expression von P2X- und P2Y-Rezeptoren bei AEZ Typ I und Typ II. Diese Lungenzellen erfüllen essentielle Aufgaben wie beispielsweise Gasaustausch und Surfactantsekretion.

Um die Frage nach der Purinrezeptorexpression zu beantworten, stützte sich der Versuchsaufbau auf drei Säulen. Zuerst wurden Ca2+-Messungen bei R3/1- und L2-Zellen durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass der ATP-induzierte Anstieg der zytosolischen Calciumkonzentration bei R3/1-Zellen vorwiegend aus intrazellulären Speichern erfolgte, während es bei L2-Zellen zumindest anteilig auch zu einem extrazellulären Calciumeinstrom kam. Der ausgeprägteste Calciumanstieg konnte bei R3/1-Zellen durch Stimulation mit UTP, gefolgt von UDP und ATP hervorgerufen werden, während bei L2-Zellen ATP als stärkster Agonist fungierte, vor UDP und 2MeSATP. Als nächstes konnte die Rezeptorexpression auf RNA-Ebene (zweite Säule) untersucht werden, wobei bei L2- und R3/1-Zellen mRNA von P2X3, P2X4, P2Y2 und P2Y6 nachweisbar war. Daher musste weiterführend der Rezeptornachweis auf Proteinebene (dritte Säule) erbracht werden. Es gelang der Nachweis der Rezeptoren P2X3, P2X4, P2Y2 und P2Y6 bei beiden untersuchten Zelllinien. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit konnte somit die Expression von P2X- und P2Y-Rezeptoren bei AEZ Typ I- und Typ II-ähnlichen Zellen aufgezeigt werden.

S. pneumoniae induzierte Pneumonien können mit Atelektasen und Lungenödemen einhergehen. Purinrezeptoren spielen in der gesunden Lunge eine entscheidende Rolle bei der Surfactantsekretion und Flüssigkeitsreabsorption. Um mögliche Auswirkungen von Pneumokokken auf die purinerge Signaltransduktion dieser Purinrezeptoren aufzuzeigen, wurden in-vitro-Versuche mit S. pneumoniae durchgeführt. Die Annahme, dass die Anwesenheit dieser Pneumonie verursachenden Bakterien Einfluss auf die Funktion von Purinrezeptoren hat, wurde eindrucksvoll bestätigt. S. pneumoniae hemmte Purinrezeptoren in ihrer Funktion und setzte somit den ATP-induzierten Anstieg der [Ca2+]zyt herab. Die [Ca2+]zyt stieg daher bei ATP-Stimulation nicht signifikant an.
Kurzfassung auf Englisch: Purinergic receptors are spread ubiquitously through the organism and fulfil essential roles. For instance in the nervous system, in the immune response, in lung functions and in coagulation. Due to their numerous functions, it is necessary to gain detailed knowledge about this type of receptor and its subtypes (P2X, P2Y, etc.). The focus of this study was the question of expression of P2X- and P2Y-receptors on AEC type I and II. These lung cells have important functions, for example gaseous exchange and surfactant secretion.

To answer the question of purinergic receptor expression, the experimental set-up rested on three pillars. First, Ca2+-measurements of R3/1- and L2-cells were taken. It was found that the ATP-induced increase of cytosolic concentration of calcium of R3/1-cells occured predominantly in intracellular storages, while L2-cells showed at least partly an extracellular calcium influx. The most pronounced increase in calcium in R3/1-cells could be induced by stimulation with UTP, followed by UDP and ATP. In L2-cells ATP acted as the strongest antagonist, ahead of UDP and 2MeSATP. Next, receptor expression on the RNA-level was examined (second pillar). mRNA of P2X3, P2X4, P2Y2 and P2Y6 could be detected in both L2- and R3/1-cells. Therefore further evidence for receptor expression had to be provided on the protein level (third pillar). It was possible to show expression of P2X3, P2X4, P2Y2 and P2Y6 in both cell lines. The result of this work demonstrates expression of P2X- and P2Y-receptors in AEC type I- and type II-similar cells.

S. pneumoniae induced pneumonia can be associated with atelectases and pulmonary edema. Purinergic receptors of the healthy lung play a decisive role in surfactant secretion and fluid reabsorption. To show possible effects of pneumococci on purinergic signal transduction of these purinergic receptors, in-vitro tests with S. pneumoniae were conducted. The assumption that the presence of these bacteria, which cause pneumonia, has an effect on the function of purinergic receptors has thus been confirmed in an impressive way. S. pneumoniae inhibited purinergic receptors in their function and lowered the ATP-induced increase of [Ca2+]zyt. Therefore the concentration of [Ca2+]zyt did not rise significantly during ATP-stimulation.

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