Titelaufnahme

Titel
Regulation der Bildung von cyclischem Adenosinmonophosphat in Nervenzellen: genetische und biochemische Untersuchungen an Neuroblastomzellen / Edin Ibrisimovic
VerfasserIbrisimovic, Edin
Begutachter / BegutachterinNanoff, Christian
Erschienen2009
Umfang143 Bl.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2009
SpracheDeutsch
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Neuroblastomzellen / Differenzierung
Schlagwörter (EN)Neuroblastoma cells / Differentiation
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-8510 Persistent Identifier (URN)
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Regulation der Bildung von cyclischem Adenosinmonophosphat in Nervenzellen: genetische und biochemische Untersuchungen an Neuroblastomzellen [2.06 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Kapazität in der cAMP-Produktion wird landläufig als konstitutives zelluläres Merkmal angenommen; es gibt jedoch Beispiele, dass in Nervenzellen die Kapazität zur cAMP-Produktion einer Regulation unterliegt (z.B. "Supersensitivität/Sensitisierung" der Adenylylzyklasen). Ich habe eine Neuroblastom-Zelllinie untersucht und beobachtete eine gesteuerte Expression von G[alpha]s als Grundlage für die Entstehung von Supersensitvität.

Neuroblastomzelllinie SH-SY5Y lassen sich zu nervenähnlichen Zellen differenzieren; ich fand, dass Differenzierung zum nervenzellähnlichen Phänotyp von sensitisierter cAMP-Produktion begleitet wird. In undifferenzierten Zellen war cAMP selbst nach direkter Aktivierung der Adenylylcyclase knapp an der Messbarkeitsgrenze, nach Differenzierung stieg die cAMP-Produktion deutlich, zumindest auf das Vierfache an. Meine Daten zeigen, dass die Menge von G[alpha]s-Protein für Sensitisierung entscheidend war. Differenzierung steigerte den zellulären Gehalt von G[alpha]s auf das Doppelte, wobei Sensitisierung und G[alpha]s-Zunahme im Zeitverlauf parallel erfolgten. Je mehr G[alpha]s in differenzierten Zellen vorhanden war, umso größer der cAMP-Anstieg; durch ausreichende Dotierung der Membran mit exogenem G[alpha]s konnte darüber hinaus der differenzierungsbedingte Unterschied ausgeglichen wurde. Jedoch war G[alpha]s in intakten Zellen zwar erforderlich aber nicht ausreichend für Sensitisierung. Zellen, die G[alpha]s überexprimierten, produzierten im undifferenzierten Phänotyp nur wenig mehr cAMP als untransfizierte Kontrollen; in differenzierten Zellen gab es hingegen einen deutlichen Zuwachs. Ich schloss daraus, dass ein zusätzliches Prinzip in den Zellen die Kopplung Rezeptor-G-Protein-Adenylylcyclase kontrolliert. Meine Daten zeigen ferner, dass Sensitisierung im Wesentlichen durch Entfernung von Serum aus dem Kulturmedium bestimmt wird. Sensitisierung trat etwa nach 24 Stunden auf und erforderte ungehemmte Transkription/Translation. In diesem Zeitraum konditionierten die Zellen ihren Kulturüberstand, denn Transfer des Kulturüberstands beschleunigte die Sensitisierung; die Daten sprechen für eine autokrine Verstärkerschleife. Im Microarray zeigte sich, dass SH-SY5Y Zellen eine Reihe potentiell sezernierter Faktoren (autokriner Faktoren) exprimieren.

Zusammenfassung (Englisch)

The capacity in cAMP production is accepted as a constitutive cellular characteristic; however, there are also examples of regulated cAMP capacity in nerve cells (supersensitisation/sensitisation of adenylyl cyclases). I have examined a neuroblastoma cell line, and observed a controlled expression of G[alpha]s protein as a basic principle of sensitisation.

The SH-SY5Y neuroblastoma cell line can be differentiated into nerve-like cells. I found that differentiation into a nerve-like phenotype was accompanied by sensitized cAMP-production. In undifferentiated cells cAMP was barely measurably, even after direct activation of adenylyl cyclase. After differentiation I observed a significant, at least four-fold, increase in cAMP production.

My data show that the amount of G[alpha]s protein was crucial for sensitisation. Differentiation increased the cellular content of G[alpha]s by 100%; sensitisation and the G[alpha]s-increase occurred in parallel. The more G[alpha]s was available in differentiated cells the greater was the accumulation of the cAMP; reconstitution of the membrane with exogenous G[alpha]s compensated the differentiation-dependent difference.

However, in intact cells, G[alpha]s was necessary but not sufficient for sensitisation of the cells. As opposed to SH-SY5Y-cells upon differentiation, undifferentiated cells, which over-expressed G[alpha]s produced little more cAMP than non-transfected controls. I conclude that an additional principle controls the coupling receptor/G-protein/adenylyl cyclase in the cells.

Furthermore, my data show that sensitisation was essentially driven by removal of serum from the cell culture medium. Sensitisation became apparent approximately 24 hours after serum withdrawal and required unrestrained transcription/translation. The cells conditioned the culture supernatant and transfer of the supernatant accelerated the process of sensitisation; the data suggest a autocrine amplifying loop.

A micro-array of gene transcripts indicated that SH-SY5Y cells express a number of potentially secreted factors (autocrine factors).