Identifizierung eines G-Protein gekoppelten Rezeptors für 11(R),12(S) Epoxyeicosatriensäure und seine Wirkung auf das kardiovaskuläre System

• Antragstellerin: Professorin Ingrid Fleming, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie ; Pharmakologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 316581735

Epoxyeicosatriensäuren (EET) werden als verschiedene Regio- und Stereoisomere durch Cytochrom P450 (CYP) Enzyme aus Arachidonsäure als gebildet. Sie spielen eine zentrale Rolle in zellulären Prozessen wie Ca2+ Signalling, Hyperpolarisation, intrazelluläre Kommunikation, Angiogenese sowie der Prävention von Entzündungen sowie Kontrolle der Nierenfunktion, des Gefäßtonus und Blutdrucks. Die Arbeit unserer Gruppe zeigte, dass 11,12-EET das biologisch aktivste Regioisomer ist. Die schnellste Antwort in Endothelzellen ist die Translokation der transient receptor potential (TRP) C3/C6 Kanäle zu Caveolae.Der exakte Mechanismus, wie 11,12-EET seine Effekte vermittelt, muss noch definitiv geklärt werden. Es gibt gute Hinweise für die Existenz von 11,12-EET (insbesondere für 11(R),12(S)-EET) selektiven G-Protein gekoppelten Membranrezeptoren: (1) hochaffine EET Bindungsstellen wurden auf der Oberfläche einiger Zellen gefunden, (2) verschiedene EET Stereo- und Regioisomere haben distinkte biologische Effekte, (3) verschiedene spezifische EET Agonisten und Antagonisten imitieren oder hemmen die Antworten von 11,12-EET, (4) 11,12-EET induzierte Effekte wie Zellproliferation, Kommunikation über Gap Junctions oder TRP Kanal Translokation sind vollkommen abhängig von der Aktivierung der Proteinkinase A (PKA) und (5) die Herunterregulation von Gs aber nicht Gq/11 Proteinen heben die endotheliale Sensitivität gegenüber 11,12-EET auf. Die biochemische Klasse des Agonisten 11(R),12(S)-EET als Fettsäureepoxid erschwert die Identifizierung seines Rezeptors, da viele klassische Bindungsstudien und Markierungsansätze, wie sie für die Identifizierung von Peptidrezeptoren verwendet werden, nicht anwendbar sind. Obwohl die EET-Effekte abhängen von der PKA Aktivierung, sind die Veränderungen im zyklischen AMP in Endothelzellen klein und inkonsistent.In vorangegangenen Studien war es möglich, GPR124 als Kandidaten eines endothelialen 11,12-EET Rezeptors zu identifizieren. Tatsächlich hob die Herunterregulation von GPR124 in Endothelzellen die 11,12-EET induzierte Translokation von TRPC6 Kanälen, wie auch die 11,12-EET induzierte Proliferation und Zellsprossung auf, während die VEGF vermittelten Effekte nicht beeinflusst waren. Diese Effekte korrelierten mit Änderungen in der zellulären Verteilung des Rezeptors. Unsere Hypothese ist, dass GPR124 der Rezeptor für 11(R),12(S)-EET ist und für die biologischen Effekte der Epoxide in Endothelzellen notwendig ist. Die Ziele dieses Projektes sind (1) durch die Bestimmung der Sensitivität gegenüber EET Agonisten und Antagonisten nachzuweisen, dass GPR124 die Charakteristika eines 11,12-EET Rezeptors aufweist, sowie die notwendigen Bindungsdomänen zu identifizieren, Rezeptordesensitivierung, Internalisierung und Recycling, (2) nachzuweisen, welche GPR124 nachgeschalteten Signalwege durch 11,12-EET aktiviert werden und (3) nachzuweisen, ob die Deletion von GPR124 in Mäusen die biologischen Antworten gegenüber 11,12-EET verändern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen