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Kober, A.
Mechanismen des Sterol-Transportes an der Blut-Hirn Schranke: Auswirkungen von ABC-Transporter G1 und Apolipoprotein M
PhD-Studium (Doctor of Philosophy); Humanmedizin; [ Dissertation ] Graz Medical University; 2017. pp.
[OPEN ACCESS]
FullText
- Authors Med Uni Graz:
- Kober Alexandra
- Advisor:
- Panzenboeck Ute
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- Abstract:
- Die Alzheimer Krankheit (AD) korelliert mit einem veränderten Cholesterin- und Lipoproteinstoffwechsel. Der Austausch von Plasma-Lipoprotein-Cholesterin über die Blut-Hirn Schranke (BHS) ist minimal, sodass ein Mechanismus zur kompensatorischen Elimination erforderlich ist um die zerebrale Cholesterinhomeostase aufrecht zu erhalten. Im Gegensatz zu Cholesterin, sind die Oxysterole 24(S)-Hydroxycholesterin (24(S)OHC) und 27-Hydroxycholesterin (27OHC) fähig die Blut-Hirn Schranke zu diffundieren und fungieren zudem als potente Aktivatoren der Leber-X-Rezeptoren (LXR). High-density Lipoproteine (HDL) und Apolipoproteine sind für den Cholesterin-/Lipidtransfer im Gehirn und an der BHS notwendig. Genverlust der ABC-Transporter G1 und G4 führt zur Akkumulation von Oxysterolen im Gehirn. Apolipoprotein M (ApoM) ist ein vorwiegend HDL-assoziiertes Apolipoprotein und ist positiv mit der Menge und Entstehung von pre-ß HDL im Plasma assoziiert. Dessen Anwesenheit und Funktion im Gehirn war bis heute unerforscht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es mit Hilfe eines etablierten in vitro Modells aus primären Schweinehirnkapillarendothelzellen (pBCEC), „neue“ Transporter/Proteine zu identifizieren, die am Transport von Sterolen an der BHS beteiligt sind. Quantitative Echtzeit PCR Analyse und Immunoblotting ergaben, dass pBCEC ABCG1 aber nicht ABCG4 synthetisieren. ABCG1 war nach LXR Aktivierung (um das 10-Fache) erhöht. Domänen-spezifische Biotinylierung gefolgt von Immunpräzipitation verifizierte die Lokalisation von ABCG1 an der Plasmamembran. Immunzytochemische Färbungen ergaben, dass ABCG1 jedoch vorwiegend intrazellulär lokalisiert und mit frühen und späten Endosomen, aber nicht mit Lysosomen ko-lokalisiert. Eine erhöhte Proteinsynthese nach LXR Aktivierung wurde immunzytochemisch verifiziert. Funktionsstudien zeigten, dass siRNA-induziertes Gen-Silencing von ABCG1 (~50%) zu vermindertem zellulärem HDL-vermittelten [3H]-Cholesterin-, aber nicht [3H]-24(S)-Hydroxycholesterin- Export führt. Zum ersten Mal zeigen wir, dass pBCEC apoM synthetisieren und sekretieren und, dass apoM vorwiegend zur basolateralen (Hirn-) Seite sekretiert wird. Die apoM mRNA Expression und Proteinsekretion in pBCEC war in Anwesenheit von HDL3 erhöht. ApoM angereichertes HDL war ein signifikant effizienterer Cholesterinakzeptor aus pBCEC, im Vergleich zu Kontroll-HDL. Die hier präsentierte Studie zeigt, dass ABCG1 und apoM essentielle Rollen im Cholesterintransport an der Blut-Hirn Schranke spielen und identifiziert somit zwei neue Targets für eine Sterol-vermittelte Regulation und Modulation des Cholesterinmetabolismus an der Interphase zwischen Gehirn und peripherer Zirkulation.