Diabetologie und Stoffwechsel 2017; 12(S 01): S1-S84
DOI: 10.1055/s-0037-1601728
Poster: *Poster + Kurzpräsentation
Typ-2-Diabetes II – Pathophysiologie
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Mitochondriale Mutationen haben Einfluss auf die Mitophagieintensität der Leber im Alter und erhöhen deren Vulnerabilität

J Niemann
1   Universitätsmedizin Rostock, Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
C Johne
1   Universitätsmedizin Rostock, Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
J Schultz
1   Universitätsmedizin Rostock, Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
M Tiedge
1   Universitätsmedizin Rostock, Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
SE Baltrusch
1   Universitätsmedizin Rostock, Institut für Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
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Publication History

Publication Date:
05 May 2017 (online)

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Fragestellung:

Es wird postuliert, dass Mutationen im mitochondrialen Genom (mtDNA), die mit dem Alter akkumulieren, zur Pathogenese des Typ-2-Diabetes-mellitus beitragen. Es konnte bereits gezeigt werden, dass es in der Leber von C57BL/6NTac-Mäusen (Kontrollstamm) zu einem Maximum der ROS-Produktion im Alter von 9 Monaten kommt. In höherem Alter nahm diese dann wieder ab. In konplastischen C57BL/6NTac-mtNOD/LtJ(mtNOD)-Mäusen hingegen, die eine Mutation in Komplex IV der Atmungskette tragen, ist die ROS-Produktion im Alter unverändert hoch. In dieser Studie sollte geklärt werden, ob die Mitophagieintensität in Abhängigkeit zur ROS-Produktion steht und damit einen Pathogenesefaktor darstellt.

Methodik:

In Hepatozyten von Kontroll- und mtNOD-Tieren unterschiedlichen Alters wurde die Genexpression der Mitophagie initiierenden Proteine Parkin und PINK1 mittels RT-PCR bestimmt. Mit einem CYTO-ID® Autophagy Detection Kit wurde in Hepatozyten die autophagische Aktivität mit und ohne 18-stündiger Rapamycin- und Chloroquinbehandlung analysiert. Zusätzlich wurde durch Immunfluoreszenz die Kolokalisationsrate von Mitochondrien (LC3-Antikörper) und Parkin in den Zellen ermittelt.

Ergebnisse:

Obwohl die Genexpressionsraten von Parkin und von Pink1 in Hepatozyten 12 Monate alter mtNOD-Tiere in Vergleich zu den Kontrolltieren erhöht waren, war die autophagische Aktivität verringert. Auch die Immunfluoreszenz zeigte eine erhöhte Kolokalisation von Parkin und Mitochondrien in 12 Monate alten Hepatozyten der Kontrolltiere.

Schlussfolgerung:

In der Leber von Kontrolltieren wird die Mitophagierate altersabhängig angepasst. Trotz hoher Parkin- und Pink1-Genexpressionsraten ist die Mitophagierate im mtNOD-Mausstamm dagegen im Alter gering. Dies scheint zusammen mit der hohen ROS-Produktion und der signifikanten Elongation der Mitochondrien zu einer erhöhten Vulnerabilität der Hepatozyten gegenüber metabolischen Stressoren zu führen.