Funktion und molekulare Organisation vaskulärer Trp Kanäle

Homologe des aus Drosophila melanogaster klonierten Trp ("Transient Receptor Potential") Proteins repräsentieren eine noch wenig charakterisierte neue Familie von Kationenkanälen der vermutlich eine Schlüsselrolle in der Regulation des Kalziumhaushaltes in verschiedensten Geweben zukommen dürfte. Jüngste Befunde deuten auf eine Expression von Trp Proteinen im Gefäßmuskel von Säugern hin. Diese Trp Proteine könnten die Basis für eine Reihe bislang auf molekularer Ebene noch nicht identifizierter Kationenkanäle des Gefäßmuskels darstellen. Vor allem könnte solchen Trp Kanälen eine entscheidende Rolle als Bindeglied zwischen der Hormon- oder Neurotransmitter-induzierten Stimulierung des Enzyms Phospholipase C und der Kalziumpermeabilität und damit dem Kalziumhaushalt der Gefäßmukelzellen zukommen. Das vorliegende Projekt hat das Ziel diese Hypothese zu prüfen. Dabei sollen neue molekulare Werkzeuge in Verbindung mit molekularbiologischen, biochemischen und biophysikalischen Arbeitsmethoden zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sollen die verfügbaren Strategien zur spezifischen Analyse der Funktion und zellulären Lokalisation von Trp Proteinen weiter entwickelt werden. Ein zentrales Thema dieses Forschungsvorhabens ist die Analyse der molekularen Organisation von vaskulären Trp Proteinen innerhalb von Signaltransduktionskomplexen welche in spezialisierten Mikrodomänen der glattmuskulären. Zeilmembran lokalisiert sind. Es wird erwartet, dass durch diese Untersuchungen weitreichende Einblicke in einen zentralen Mechanismus der Kontrolle von Blutgefäßfunktionen erreicht werden, und somit die Basis für neue Strategien zur Therapie von Gefäßerkrankungen bereitet wird.

TRP (transient receptor potential) Proteine sind multifunktionelle Signaltransduktionsmoleküle und damit vermutlich an der Kontrolle verschiedenster Zellfunktionen beteiligt. Mehrere Vertreter der klassischen (TRPC) Unterfamilie, insbesondere TRPC1, TRPC3, TRPC4 und TRPC6 scheinen eine zentrale Rolle in der Physiologie Und Pathophysiologie des Herz-Kreislausystem zu spielen. Ziel dieses Projektes war die Analyse der molekularen Natur, der regulatorischen Eigenschaften und der biologischen Relevanz von TRPC Kationenkanälen im Gefäßsystem. Es wurde dabei insbesondere die Rolle der TRPC3 Isoform untersucht, welche sowohl in der Gefäßmuskulatur als auch im Gefäßendothel exprimiert wird. Es konnte nachgewiesen werden, dass TRPC3 als ein Sensor für zelluläre Stresssituationen, insbesondere für oxidativen Stress fungiert. Darüber hinaus wurden Hinweise erhalten, dass TRPC3 Kanäle entscheidend durch den zellulären Cholesterolspiegel kontrolliert werden und ihre zelluläre Funktion wesentlch von einer Signalpartnerschaft mit einem völlig anderen Ionentransportsystem, dem kardialen Subtyp des Na+ /Ca 2+ Austauschers NCX1, bestimmt wird. Um die Bedeutung von TRPC3 Kanälen in nativen Geweben weiter untersuchen zu können wurde eine neue Strategie zur selektiven Hemmung der Funktion von TRPC3 Kanälen, basierend auf der Expression einer antikörpersensitiven Mutante des Kanalproteins, entwickelt. Die bisher damit erhaltenen Resultate unterstützen das Konzept einer zentralen Rolle von TRPC Proteinen im Herz-Kreislaufsystem und lassen speziell TRPC3 Kanäle als ein attraktives therapeutisches Ziel insbesondere im Hinblick auf neue Strategien zur Prävention von Gefäßfunktionsstörungen erscheinen.