Identifikation und funktionelle Charakterisierung molekularer Mediatoren der Kaliumkanalexpression in retinalen Gliazellen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die hohe Kaliumleitfähigkeit und das damit verbundene stark negative Ruhemembranpotential retinaler Gliazellen ist unter anderem Grundvoraussetzung für eine effiziente Kaliumpufferung, den Wassertransport und die Neurotransmitteraufnahme in der Retina. Eine Schlüsselrolle spielt dabei der einwärts gleichrichtende Kaliumkanal Kir4.1. Eine Erkenntnis aus der Bearbeitung des vorliegenden Projektes ist, dass das PDZ-bindende Motiv des Kir4.1 und damit die Bindung an α-Syntrophin nicht für eine funktionelle Oberflächenexpression des Kanals benötigt wird. Neben der bekannten Funktion für die Verankerung des Kir4.1 mit dem Dystrophin-Glykoprotein-Komplex spielt α-Syntrophin auch eine wichtige Rolle beim Recycling und der Degradation des Kir4.1. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass in retinalen Müllerzellen mehrere makromolekulare Komplexe mit Kir4.1 existieren. Neben der Verbindung mit der Dystrophin-Isoform Dp71 interagiert Kir4.1 über α-Syntrophin mit einem Utrophin-Komplex. Die Assoziation mit diesen Komplexen ist Grundvoraussetzung für eine Expression des Kir4.1 in speziellen Membrandomänen von Müllerzellen und ermöglicht dadurch die räumliche Pufferung von K+-Ionen in der Retina. Die genetische Inaktivierung von Dp71 führt zur Erhöhung der Utrophin-Expression. Mit den Ergebnissen wurden Voraussetzungen für weiterführende Untersuchungen zum Verständnis der Kaliumhomöostase durch retinale Gliazellen geschaffen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006). Differential regulation of Kir4.1 and Kir2.1 expression in the ischemic rat retina. Neurosci.Lett. 396, 97-101
Iandiev, I., Tenckhoff, S., Pannicke, T., Biedermann, B., Hollborn, M., Wiedemann, P., Reichenbach, A., & Bringmann, A.
- (2006). Ischemia-reperfusion alters the immunolocalization of glial aquaporins in rat retina. Neurosci.Lett. 408, 108-112
Iandiev, I., Pannicke, T., Biedermann, B., Wiedemann, P., Reichenbach, A., & Bringmann, A.
- (2006). Müller cells in the healthy and diseased retina. Prog.Retin.Eye Res. 25, 397-424
Bringmann, A., Pannicke, T., Grosche, J., Francke, M., Wiedemann, P., Skatchkov, S. N., Osborne, N. N., & Reichenbach, A.
- (2007). Regulation of specific localization of the KIR4.1 potassium channel in retinal Müller glia cells. 21st Biennial Meeting of the International Society for Neurochemistry and the 38th Annual Meeting of the American Society for Neurochemistry, Cancún, Mexico, 19–24 August 2007. J Neurochem. 102 Suppl. s1, 267, P.413
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- (2008). Kir4.1 and AQP4 associate with Dp71- and utrophin-DAPs complexes in specific and defined microdomains of Müller retinal glial cell membrane. Glia 56, 597-610
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- (2009). Functional implication of Dp71 in osmoregulation and vascular permeability of the retina. PLoS.One. 4, e7329
Sene, A., Tadayoni, R., Pannicke, T., Wurm, A., El Mathari, B., Benard, R., Roux, M. J., Yaffe, D., Mornet, D., Reichenbach, A., Sahel, J. A., & Rendon, A.
- (2009). Role of retinal glial cells in neurotransmitter uptake and metabolism. Neurochem.Int. 54, 143-160
Bringmann, A., Pannicke, T., Biedermann, B., Francke, M., Iandiev, I., Grosche, J., Wiedemann, P., Albrecht, J., & Reichenbach, A.
- (2010). The Kir4.1 PDZ-binding motif is not essential for efficient surface expression of the Kir4.1. The American Society for Cell Biology 50th Annual Meeting 2010, Philadelphia, USA. Annual Meeting Abstract Book. 181-182, 377/B525
Wagner, L., Rillich, K., Raap, M., Reichenbach, A. & Biedermann, B.
