Diabetologie und Stoffwechsel 2016; 11 - P54
DOI: 10.1055/s-0036-1580801

Eine verstärkte Mid51 Expression führt zu einer veränderten mitochondrialen Netzwerkstruktur und einem Verlust der Glucoseresponsitvität in Beta Zellen

J Schultz 1, J Wagus 1, R Waterstradt 1, S Baltrusch 1
  • 1Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany

Fragestellung: Mitochondrien bilden in der Zelle ein dynamisches tubuläres Netzwerk, welches durch ständige Fusions- und Teilungsprozesse aufrechterhalten wird. Die Teilung wird durch das Dynamin-Related Protein1 (Drp1) und dem Fission Protein1 (Fis1) reguliert. Neuste Studien liefern Erkenntnisse das Mid51 als Rezeptor für Drp1 fungiert und somit die Teilung von Mitochondrien beeinflussen kann. Es ist bereits bekannt, dass morphologische Veränderungen des mitochondrialen Netzwerkes die Beta Zellfunktion beeinträchtigen. Daher war es Ziel dieser Studie, die Rolle von Mid51 im mitochondrialen Teilungsprozess und dessen Einfluss auf den Stoffwechsel von Beta Zellen zu untersuchen.

Methodik: Für die Untersuchungen wurden MIN6 Zellen und primäre Maus Beta Zellen verwendet. Eine verstärkte Expression von Mid51 in Beta Zellen wurde mithilfe eines pcDNA Expressionsvektors erreicht. Die Insulinsekretion wurde mittels ELISA gemessen. Für die Bestimmung des mitochondrialen Membranpotentials wurde TMRE verwendet. Die mitochondriale Struktur in den MIN6 Zellen wurde nach Transfektion mit dem pTAG-BFP-Mito Plasmid mikroskopisch analysiert. Für die Darstellung der Mitochondrienstruktur in primären Maus Inselzellen wurde MitoTracker DeepRed verwendet.

Ergebnisse: In MIN6 Zellen führte die Überexpression von Mid51 zu einer signifikant verminderten glukosestimulierten-Insulinsekretion im Vergleich zu kontrolltransfizierten Zellen. Das mitochondriale Membranpotential war nach Überexpression von Mid51 im Vergleich zu den kontrolltransfizierten Zellen signifikant erniedrigt. In MIN6 Zellen und primären Maus Beta Zellen führte die Mid51 Überexpression zu einer verstärkten Fragmentierung von Mitochondrien mit Ausbildung von mitochondrialen Clustern. Im Vergleich dazu zeigten die kontrolltransfizierten Zellen eine homogene Netzwerkstruktur.

Schlussfolgerung: Die veränderte Netzwerkstruktur durch Überexpression von Mid51 in Beta Zellen führt zu einem Verlust der mitochondrialen Morphologie und beeinflusst die Glukoseresponsivität.