Modulation von pH-regulativen Transportproteinen durch Fettsäure-Rezeptoren im Pansenepithel

• Antragsteller: Professor Dr. Gotthold Gäbel
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280642578

Eigene Voruntersuchungen haben gezeigt, dass das ovine Pansenepithel die Free-Fatty-Acid-Rezeptoren FFAR2 und GPR109A auf mRNA- und Proteinebene exprimiert. Von nicht ruminalen Geweben ist bekannt, dass kurzkettige Fettsäuren (SCFA) an diese binden können, dadurch den intrazellulären cAMP-Spiegel minimieren und so Einfluss auf verschiedene Zellfunktionen darunter auch auf Transportproteine nehmen. SCFA entstehen im Vormagen in großer Menge, werden direkt resorbiert und sind somit die hauptsächlichen Energielieferanten für das Tier. Bei der resorptiven Aufnahme in das Pansenepithel azidifizieren die SCFA aber die Zelle. Infolgedessen nehmen wir an, dass am Pansenepithel anflutende SCFA über die FFAR insbesondere diejenigen Transportproteine beeinflussen, die dem SCFA-Transport und/oder der Regulation des intrazellulären pH-Wertes dienen. Um die Annahme zu überprüfen, soll in dem Projekt untersucht werden, ob eine Stimulation der FFAR zu einer Absenkung der intrazellulären cAMP-Konzentration führt, und ob hierdurch die Transportproteine NHE1 und NHE3 , MCT1 und MCT4 in ihrer Aktivität moduliert werden. Alle vier Proteine sind in den transmembranalen Transfer von Protonen eingebunden, beeinflussen also den intrazellulären pH-Wert. MCT1 und MCT4 vermitteln zudem noch die transmembranale Permeation von SCFA und/oder ihren intraepithelialen Metaboliten. Um den Zusammenhang zwischen SCFA, FFAR, cAMP und Modulation der Transportproteine zu klären, sollen an isolierten Pansenepithelien vom Schaf bzw. an kultivierten ovinen Pansenepithelzellen zunächst die intrazellulären cAMP-Spiegel mit und ohne Stimulation der FFA-Rezeptoren gemessen werden. Die Stimulation der FFAR erfolgt dabei über die Exposition des Gewebes bzw. der Zellen gegenüber Azetat oder Butyrat bzw. gegenüber pharmakologischen Agonisten der FFAR. Unter den gleichen Variationen der Bedingungen werden dann Aktivierung und Expression von MCT1 und 4, NHE 3 und 1 sowohl in den isolierten Epithelien als auch in den kultivierten Zellen mit verschiedenen Techniken erfasst. Die Ergebnisse der Untersuchungen könnten somit kurzfristige FFA-Rezeptor-vermittelte Anpassungsmöglichkeiten von Wiederkäuern sowie deren Grenzen bei einer erhöhten SCFA-Anflutung z.B. nach Aufnahme einer stärkereichen Ration aufklären helfen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen