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DOI: 10.1055/s-0038-1641813
Die Mitophagie ist für den Erhalt der Beta-Zell Funktion notwendig
Publication History
Publication Date:
26 April 2018 (online)
Fragestellung:
Mitochondrien bilden in Zellen dynamische Netzwerke, welche durch ständige Fusions- und Teilungsprozesse aufrechterhalten werden. Die Teilung von Mitochondrien wird durch das Dynamin-Related Protein (Drp1) reguliert, welches mittels GTPase die Abschnürung von Mitochondrien induziert. Bekannt ist, dass eine gestörte mitochondriale Dynamik die Entstehung eines Diabetes mellitus Typ 2 begünstigt. Ziel dieser Studie war die Untersuchung der mitochondrialen Morphologie und Funktionalität von Beta-Zellen unter Reduktion und Hemmung von Drp1.
Methodik:
Die Hemmung der GTPase-Aktivität von Drp1 in Min6 Zellen erfolgte durch Behandlung mit dem Inhibitor mdivi-1. Eine verminderte Drp1-Expression wurde mittels shRNA erreicht. Die Darstellung der mitochondrialen Struktur erfolgte durch MitoTracker Green. Das mitochondriale Membranpotential wurde anhand TMRE Färbung bestimmt. Die Genexpressionsanalyse der Mitophagie-assoziierten Proteine erfolgte mittels quantitativer Real-Time PCR.
Ergebnisse:
Nach Hemmung der GTPase Aktivität von Drp1 zeigte sich keine Veränderung in der Genexpression von Drp1. Der shRNA-Knockdown erreichte eine verminderte Genexpression von Drp1 um 40% im Vergleich zur Kontrolltransfektion. Sowohl die Hemmung der Drp1-Funktion als auch die verminderte Drp1-Expression führten zu einer verstärkten Elongation von Mitochondrien verglichen mit Kontrollzellen. Die Analyse des mitochondrialen Membranpotentials zeigte keinen Unterschied. Die Genexpression der Mitophagie-assoziierten Proteine LC3, ATG9A, Pink1 und Parkin war nach verminderter Expression von Drp1, vergleichbar zu kontrolltransfizierten Zellen. Nach Hemmung der Drp1-Funktion war die Genexpression verdoppelt.
Schlussfolgerungen:
Im Gegensatz zu einer Reduktion an Drp1 resultiert aus einer Hemmung der Drp1-Funktion in Min6 Zellen eine verstärkte Expression von Mitophagie-assoziierten Genen. Hierdurch kann eine mitochondrialen Dysfunktion verhindert werden. Die Regulation der Mitophagie spielt damit eine wesentliche Rolle für den Funktionserhalt der Beta-Zelle.