Physiologische Relevanz der HDL Aufnahme und Abgabe

Der Transport von Cholesterin über das "High Density Lipoprotein" (HDL) repräsentiert einen essentiellen regulatorischen Mechanismus, um überschüssiges Cholesterin aus der Peripherie zur Leber zurückzutransportieren. Im Gegensatz zur Aufnahme von Cholesterin über den "Low Density Lipoprotein" (LDL) -Rezeptor, durch den der Partikel in die Zelle aufgenommen und dort abgebaut wird, gibt HDL nur sein Cholesterin an die Zelle ab. Vor einigen Jahren wurde der Scavenger Rezeptor Class B Type I (SR-BI) als ein dafür verantwortliche Protein identifiziert. Weiters kann SR-BI das zelluläre Cholesterin auch wieder zum HDL Partikel zurücktransportieren. Bisherige Studien unserer Gruppe zeigen, dass neben der Bindung des HDL-Partikels an die Zellmembran auch eine Aufnahme des gesamten Partikels in die Zelle stattfindet. Im vorliegenden Projekt soll die Rolle von SR-BI für die HDL-Retroendozytose und ihre physiologische Relevanz studiert werden. 3-D Elektronenmikroskopie und Fluoreszenzmikroskopie wird verwendet, um einzelne HDL-Partikel bei der Bindung an die Zellmembran und bei der nachfolgenden Aufnahme direkt zu beobachten. Aufbauend auf diesen neuen Erkenntnissen wollen wir im Rahmen dieses Projektes den Mechanismus, welcher zur beobachteten Aufnahme führt, näher charakterisieren. Dazu gehört zunächst eine eindeutige Zuordnung des Aufnahmeweges in intrazelluläre Organellen mittels Zwei-Farb-Fluoreszenzmikroskopie und Elektronenmikroskopie. Die HDL-Transportkompartimente und ihre Interaktionen mit definierten Organellen und Membranen sollen ultrastrukturell analysiert und dreidimensional rekonstruiert werden. Weiters soll der Transfer von Cholesterin von der Zelle zum HDL Partikel direkt analysiert werden. Einerseits wird hiefür eine radio- biochemische Methode eingesetzt werden und andererseits werden fluoreszierende Cholesterinderivate verwendet. Abschießend werden wir im Rahmen des Projektes auch den Einfluss von HDL-Retroendozytose auf den Leberstoffwechsel untersuchen. Die Charakterisierung des Aufnahmeweges von HDL in Zellen erfordert die Kombination von biochemischen, biophysikalischen, zell- und molekularbiologischen Methoden mit neu entwickelten Ultrastrukturtechnologien und 3D-Elektronenmikroskopie Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit eröffnet die Möglichkeit, zelluläre Prozesse in ihrer molekularen Gesamtheit zu erfassen.

Der Transport von Cholesterin über das "High Density Lipoprotein" (HDL) repräsentiert einen essentiellen regulatorischen Mechanismus, um überschüssiges Cholesterin aus der Peripherie zur Leber zurückzutransportieren. Im Gegensatz zur Aufnahme von Cholesterin über den "Low Density Lipoprotein" (LDL) -Rezeptor, durch den der Partikel in die Zelle aufgenommen und dort abgebaut wird, gibt HDL nur sein Cholesterin an die Zelle ab. Vor einigen Jahren wurde der Scavenger Rezeptor Class B Type I (SR-BI) als ein dafür verantwortliche Protein identifiziert. Weiters kann SR-BI das zelluläre Cholesterin auch wieder zum HDL Partikel zurücktransportieren. Bisherige Studien unserer Gruppe zeigen, dass neben der Bindung des HDL-Partikels an die Zellmembran auch eine Aufnahme des gesamten Partikels in die Zelle stattfindet. Im vorliegenden Projekt soll die Rolle von SR-BI für die HDL-Retroendozytose und ihre physiologische Relevanz studiert werden. 3-D Elektronenmikroskopie und Fluoreszenzmikroskopie wird verwendet, um einzelne HDL-Partikel bei der Bindung an die Zellmembran und bei der nachfolgenden Aufnahme direkt zu beobachten. Aufbauend auf diesen neuen Erkenntnissen wollen wir im Rahmen dieses Projektes den Mechanismus, welcher zur beobachteten Aufnahme führt, näher charakterisieren. Dazu gehört zunächst eine eindeutige Zuordnung des Aufnahmeweges in intrazelluläre Organellen mittels Zwei- Farb-Fluoreszenzmikroskopie und Elektronenmikroskopie. Die HDL-Transportkompartimente und ihre Interaktionen mit definierten Organellen und Membranen sollen ultrastrukturell analysiert und dreidimensional rekonstruiert werden. Weiters soll der Transfer von Cholesterin von der Zelle zum HDL Partikel direkt analysiert werden. Einerseits wird hiefür eine radio-biochemische Methode eingesetzt werden und andererseits werden fluoreszierende Cholesterinderivate verwendet. Abschießend werden wir im Rahmen des Projektes auch den Einfluss von HDL-Retroendozytose auf den Leberstoffwechsel untersuchen. Die Charakterisierung des Aufnahmeweges von HDL in Zellen erfordert die Kombination von biochemischen, biophysikalischen, zell- und molekularbiologischen Methoden mit neu entwickelten Ultrastrukturtechnologien und 3D-Elektronenmikroskopie Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit eröffnet die Möglichkeit, zelluläre Prozesse in ihrer molekularen Gesamtheit zu erfassen.