Exozytose in alveolären Typ II Zellen der Lunge

Lungenbläschen (Alveolen) der Lunge sind der Ort des Gasaustausches zwischen Luft und Blut. Das Alveolarepithel der Lunge besteht aus zwei Zelltypen: Typ I und Typ II Zellen. Typ II Zellen machen zwar nur etwa 10% der Alveolaroberfläche aus, dennoch kontrollieren sie die Dehnbarkeit der Alveolen (die Fähigkeit zu atmen) auf mehrfache Weise. Ihre Hauptfunktionen sind: - die Sekretion von Surfactant durch Exozytose von Surfactant, welcher in "lamellären Körperchen" gespeichert wird. - der aktive Elekrtrolyt- und Flüssigkeitstransport. Die wichtigste Aufgabe der Surfactantfreisetzung ist, die Einatmung durch Herabsetzung der Oberflächenspannung an der Luft-Flüssigkeits-Grenzschicht zu erleichtern, ihre Dysfunktion resultiert im sog. Atemnotsyndrom. Aktiver Elektrolyt- und Flüssigkeitstransport wird durch Pumpen und Ionenkanäle ermöglicht und und wirkt der Entstehung eines Lungenödems entgegen. Trotz jahrzehntelanger intensiver Forschung fehlen immer noch experimentelle Modelle, in denen beides, Ionenströme und Sekretion in Typ II Zellen, simultan unter annähernd physiologischen Bedingungen (d.h. in gut differenzierten Zellen) erfasst werden können. Obwohl immer mehr strukturelle und funktionelle Information über Kanäle, die im transepithelialen NaCl Transport involviert sind, ans Tageslicht kommen, wissen wir sehr wenig über Ionenkanäle und ihre Beteiligung am exozytotischen Vorgang von Surfactant. Basierend auf einer Vielzahl vorangehender Untersuchungen und kürzlich entwickelter Methoden zur Untersuchung einzelner exozytotischer Ereignisse, planen wir die Beziehung zwischen Ionenkanal- und Exozytoseaktivität aufzudecken, insbesondere in Hinblick auf den Ca2+ Einstrom und seine Kontrolle. Außerdem ist es unser Ziel, molekulare Komponenten der exozytotischen Fusionsmaschinerie, welche die letzten Schritte der Ca2+-induzierten Vesikelfusion und der Fusionsporenexpansion regulieren, zu identifizieren. Diese Untersuchungen sollten Informationen über die Regulation der Sekretion in gut-differenzierten Typ II Zellen auf zellulärem/molekularen Niveau liefern. Über die Relevanz für die Lungenphysiologie und-pathophysiologie hinausgehend, werden in diesem Projekt auch einige allgemeine Aspekte des Exozytoseprozesses, wie etwa die Mechanismen der Membranfusion und der Fusionsporenexpansion, angesprochen werden.