Nikotinsäureadenindinukleotidphosphat (NAADP) als Calcium-mobilisierender Second Messenger in T-Lymphocyten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Nikotinsäureadenindinukleotidphosphat (NAADP) ist ein hochwirksames, endogenes Adeninnukleotid mit Calcium-mobilisierenden Eigenschaften. Als erste Arbeitsgruppe konnten wir in 2000 zeigen, dass NAADP ein essentielles Signal bei der Entstehung intrazellulärer Ca2+-Signale in humanen T-Lymphocyten darstellt. Im Lauf des Projektes haben wir wichtige Aspekte dieses Signalwegs in T-Lymphocyten charakterisiert. So gelang der Nachweis der Bildung von endogenem NAADP nach Stimulation des T-Zellrezeptor/CD3-Komplexes. Seit der Entdeckung von NAADP werden dessen Target-Organell sowie der NAADP-Rezeptor sehr kontrovers diskutiert. Durch eine Kombination von pharmakologischer Inhibition sowie gene silencing des Ryanodinrezeptors konnten wir dessen Beteiligung an der Entstehung NAADP-vermittelter Ca2+-Signale in T-Zellen nachweisen. Auch am gereinigten Typ 1 Ryanodinrezeptor wurde die modulierende Wirkung von NAADP auf die Bindung von [3H]Ryanodin von uns beobachtet. Als Target-Organell von NAADP konnte das Endoplasmatische Retikulum identifiziert werden; eine Beteiligung von sog. sauren Ca2+-Pools wurde hingegen nicht nachgewiesen. Schließlich wurde die Entwicklung und Charakterisierung neuer kleinmolekularer NAADP-Antagonisten vorangetrieben. Das Nikotinsäure-Analogon BZ194 (i) blockiert spezifisch die NAADP-vermittelte Ca2+-Freisetzung in Jurkat T-Zellen, (ii) inhibiert partiell das Ca2+-Signalling primärer, gegen Myelin-basisches Protein gerichteter Effektor-T-Zellen, und (iii) antagonisiert alle downstream liegenden, Ca2+-abhängigen Signalvorgänge der T-Zellen. Zudem konnten wir zeigen, dass die Re-Aktivierung von memory effector T-Zellen in zwei Tiermodellen für Autoimmunerkrankungen des Nervensystems durch den NAADP-Antagonisten BZ194 inhibiert werden kann. Es handelt sich dabei um die Experimentelle Autoimmun-Encephalomyelitis (EAE) und -Neuritis (EAN) als Modelle für die Multiple Sklerose, bzw. das Guillain-Barre-Syndrom.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Second messenger function of nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate revealed by an improved enzymatic cycling assay. J Biol Chem. 2006 Jun 23;281 (25): 16906-13
Gasser A, Bruhn S, Guse AH
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NAADP mobilizes calcium from the endoplasmic reticular Ca2+ store in T-lymphocytes. J Biol Chem. 2007 Jun 29;282(26):18864-71
Steen M, Kirchberger T, Guse AH
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NAADP: a universal Ca2+ trigger. Sci Signal. 2008 Nov 4;1(44):re10
Guse AH, Lee HC
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Regulation of calcium signalling by adenine-based second messengers. Bioehem Soc Trans. 2007 Feb;35(Pt 1):109-14
Fliegert R, Gasser A, Guse AH
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Emerging roles of NAD+ and its metabolites in cell signaling. Sci Signal. 2009 Feb 10;2(57):mr1
Koch-Nolte F, Haag F, Guse AH, Lund F, Ziegler M
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NAADP-mediated Ca2+ signaling via type 1 ryanodine receptor in T cells revealed by a synthetic NAADP antagonist. Proc Natl Acad Sci USA . 2009 Jun 30; 106(26): 10678-83
Dammermann W, Zhang B, Nebel M, Cordiglieri C, Odoardi F, Kirchberger T, Kawakami N, Dowden J, Schmid F, Dornmair K, Hohenegger M, Flügel A, Guse AH, Potter BV
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Second messenger signaling: multiple receptors for NAADP. Curr Biol. 2009 Jul 14;19(13):R521-3
Guse AH
