Expression, Funktion und endogene Modulatoren der transient receptor potential (TRP) Kanäle TRPV1, TRPV4, TRPM8 und TRPA1 in humanen Hornhautendothelzellen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Stefan Mergler; Dr. Monika Valtink
• Fachliche Zuordnung: Augenheilkunde ; Anatomie und Physiologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 288923337

Das humane Hornhautendothel (HCE) erfüllt vielfältige Aufgaben, welche für die Hornhautfunktion essentiell sind. Die Vitalität und die Eigenschaften der HCE Zellen werden durch Calcium-abhängige Mechanismen geprägt. Transient receptor potential channels (TRPs) sind wesentlich an der Regulation des intrazellulären Calciums beteiligt. Neuere Studien zeigen, dass die Aktivität der TRP Kanalsubtypen TRPV1 und TRPM8 mit der Apoptose korreliert (Calcium-Apoptose Link). Daher wurden diese TRPs als endogene Modulatoren für die Funktion des HCEs vorgeschlagen. Frühere wie auch aktuelle Untersuchungen der Antragsteller zeigen, dass HCE Zellen die TRP Kanalsubtypen TRPV1-4 sowie TRPM8 und TRPA1 exprimieren, die funktionelle Expression von TRPM8 und TRPA1 wurde zudem in HCE Primärzellkulturen bestätigt. Außerdem konnten wir erste Hinweise auf die Bedeutung dieser TRPs für die temperaturabhängige und osmosensitive Regulation der intrazellulären Calciumkonzentration erhalten. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die Expression und die Bedeutung der TRPs im HCE mit hochsensitiven Messmethoden (Ca2+ Imaging, Patch-Clamp, qPCR) zu untersuchen und endogene TRP Kanalmodulatoren zu identifizieren. Dabei sollen in vitro an dem etablierten Zellmodell HCEC-12 und Primärzellkulturen des HCE sowie frisch isolierten HCE Zellen die molekularbiologischen, elektrophysiologischen und pharmakologischen Eigenschaften der TRPs untersucht werden. Zudem soll die funktionelle Interaktion der TRPV1, TRPV4, TRPM8 und TRPA1 Kanäle mit den Hornhautendothel-relevanten Rezeptoren für EGF und FGF-2 im HCE erforscht werden. Darüber hinaus soll der Einfluss verschiedener Ophthalmologika für die Langzeitmedikation auf die Funktion der TRPs untersucht werden. Die Ergebnisse der Studie sollen zu einem verbesserten Verständnis der Biologie des HCE führen. Hiermit verbunden besteht die Hoffnung, die Entwicklung für einen besseren Erhalt des HCE vor und nach Transplantation sowie unter ophthalmologischer Langzeitmedikation unter Ausnutzung der funktionellen Eigenschaften der TRPs im HCE weiter voranzutreiben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen