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Authors: Brixel, Lili
Title: Funktionelle Charakterisierung des TRPM5- Gens
Online publication date: 14-Jan-2010
Language: german
Abstract: In der vorliegenden Promotionsarbeit wurde der zur TRP (transient receptor potential)-Familie gehörende TRPM5-Kanal funktionell charakterisiert. Elektrophysiologische Analysen TRPM5-überexprimierender HEK 293-Zellen zeigten, dass TRPM5 einen Ca2+-aktivierbaren, nicht-selektiven Kationenkanal darstellt, der monovalente Ionen leitet. Die Aktivierung des TRPM5-Kanals hängt insbesondere von der Geschwindigkeit des intrazellulären Ca2+-Anstiegs ab. Somit stellt TRPM5 eine Komponente der zellulären Signaltransduktionskaskaden dar: Nach Rezeptoraktivierung induziert TRPM5 einen raschen, transienten Kationeneinstrom, der zur Depolarisation der Zellmembran führt. Die Expression der beiden humanen TRPM5-Spleißformen als TRPM5/EGFP-Fusionsproteine in HEK 293-Zellen zeigte eine vorwiegende Lokalisation in der Zellmembran. In elektrophysiologischen Analysen wurde nachgewiesen, dass TRPM5-short als TRPM5-Kanalblocker funktioniert. Für die funktionelle in vivo-Charakterisierung des TRPM5-Kanals wurde ein auf RNAi (RNA interference) basierendes, transgenes Trpm5-knock down-Mausmodell hergestellt. Obwohl in drei der vier etablierten Knock down-Mauslinien eine Trpm5-Herunterregulation in der Leber und/oder in der Zunge nachgewiesen werden konnte, zeigten alle Mäuse einen wildtyp-ähnlichen Phänotyp. Weiterführende Untersuchungen an den von Zhang et al. (Cell, 2003) hergestellten Trpm5-knock out-Mäusen offenbarten, dass Trpm5 für eine geregelte Glukosetoleranz essentiell ist. Insulinsekretionsanalysen mit isolierten Langerhans’schen Inseln dieser Mäuse zeigten, dass ohne Trpm5 eine beeinträchtigte Insulinsekretionskinetik in den pankreatischen Betazellen vorliegt. Somit stellt TRPM5 einen neuen Kandidaten für Erkrankungen wie Diabetes Typ 2 dar, die durch eine Fehlregulation der Insulinsekretion gekennzeichnet sind.
In the presented doctoral thesis the TRPM5 channel, which belongs to the TRP (Transient Receptor Potential) family, was functionally characterized. Electrophysiological analysis of TRPM5 overexpressing HEK 293 cells revealed that TRPM5 is a Ca2+-activated, non-selective cation channel, carrying monovalent ions. Activation of TRPM5 particularly depends on the rate of change in intracellular Ca2+-concentration. Thus, TRPM5 is an integral part of cellular signal transduction pathways: After receptor activation, TRPM5 induces a fast, transient cation influx, leading to cell membrane depolarization. Expression of both human TRPM5 splice forms as TRPM5/EGFP fusion proteins in HEK 293 cells revealed a predominant localization in the cell membrane. Electrophysiological analysis showed that TRPM5-short acts as a TRPM5 channel blocker. For functional in vivo characterization of the TRPM5 channel an RNAi (RNA interference) based, transgenic Trpm5-knockdown mouse model was generated. Although three of four established knockdown mouse strains showed Trpm5-downregulation in liver and/or tongue, all mice displayed wildtype-like phenotypes. Trpm5-knockout mice, generated by Zhang et al. (Cell, 2003), however, showed impaired glucose tolerance. Insulin secretion analysis with isolated islets from Trpm5 deficient mice indicated that this is due to altered insulin secretion kinetics in pancreatic beta cells. Therefore TRPM5 represents a novel candidate for disorders like type 2 diabetes that are characterized by dysregulation of insulin secretion.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1620
URN: urn:nbn:de:hebis:77-21703
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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