ITEM METADATA RECORD
Title: The inositol 1,4,5-trisphosphate receptor represents a calcium-leak pathway in physiological and pathological conditions
Other Titles: De inositol 1,4,5-trisfosfaatreceptor vertegenwoordigt een calcium-lek in fysiologische en pathologische condities
Authors: Verbert, Leen; M9916648
Issue Date: 17-Dec-2007
Abstract: De inositol 1,4,5-trisfosfaat receptor (IP3R) is een tetrameer kanaal dat een groot deel van de vrijzetting van Ca2+ uit intracellulaire Ca2+-opslagplaatsen op zich neemt. De IP3R wordt gecodeerd door drie verschillende genen, die drie verschillende isovormen (type 1-3) genereren. De meeste celtypes bevatten meer dan twee isovormen, hoewel de graad van expressie sterk celtype-specifiek is. De IP3R komt voornamelijk voor in het endoplasmatisch reticulum (ER). De Ca2+-vullingsgraad van het ER wordt bepaald door de activiteit van Ca2+-kanalen zoals de IP3R, Ca2+-pompen en de aanwezigheid van Ca2+-bindende eiwitten. Wanneer zowel de pompen als de kanalen inactief zijn, kan men een passieve lek van Ca2+ uit het ER waarnemen. Het mechanisme verantwoordelijk voor deze passieve Ca2+-lek is nog steeds niet duidelijk. In deze studie hebben we de bijdrage van de IP3R tot deze passieve Ca2+-lek onderzocht.In het eerste deel van dit werk hebben we aangetoond dat een verhoogde graad van IP3R1 expressie de passieve Ca2+-lek verhoogt. We hebben aangetoond dat de expressie van de IP3R1 isovorm specifiek was toegenomen in MEF cellen (fibroblasten van muizenembryo¬ís) die deficiënt zijn in preseniline 1 en 2 (PS1 en PS2), de zgn. PS DKO cellen. Als in dezelfde cellen PS1 weer tot expressie werd gebracht, zoals in de zgn. Rescue cellen, dan werd deze toename in IP3R1 expressie niet waargenomen. PS maken deel uit van g-secretase complexen die een voorname rol spelen in de pathologie van de ziekte van Alzheimer. Bovendien is er aangetoond dat de functie van de PS van belang is voor de cellulaire Ca2+-huishouding. Wij hebben aangetoond dat PS DKO cellen een hogere gevoeligheid aan IP3 en een verlaagde vullingsgraad van het ER vertoonden. Deze lagere vullingsgraad stemt overeen met een verhoogde passieve Ca2+-lek. Door de eiwitniveaus van IP3R1 te verlagen hebben we kunnen bewijzen dat deze verhoogde lek een gevolg was van de toename in de graad van IP3R1 expressie. Tenslotte hebben we aangetoond dat PS DKO cellen minder gevoelig waren aan apoptose-uitlokkende stimuli. We kunnen besluiten dat een toename in de expressie van IP3R1 aanleiding geeft tot een toename in de passieve Ca2+-lek die de vullingsgraad van het ER verlaagt.In het tweede deel van deze studie hebben we de bijdrage van de proteolyse van de IP3R in de passieve Ca2+-lek bestudeerd. Eén van de proteasen die centraal staat in het apoptose-proces, is caspase-3. De IP3R1 isovorm is een substraat van dit caspase-3. Onze groep heeft reeds aangetoond dat proteolyse van IP3R1 door caspase-3 tijdens apoptose aanleiding geeft tot de vorming van een C-terminaal fragment van 95 kDa dat nog het volledige kanaaldomein omvat. In deze studie hebben we aangetoond dat dit mechanisme zich afspeelde in allerhande celtypes die verschillende graden van IP3R1 expressie vertonen, evenals ook in ouder wordende eicellen van de muis. Wat betreft de effecten op de Ca2+-huishouding, hebben we aangetoond dat expressie van de getrunceerde IP3R1 een passieve Ca2+-lek genereerde. Dit manifesteerde zich in 1) een toename van de snelheid waarmee Ca2+ uit het ER lekte wanneer de Ca2+-pompen werden geblokkeerd en 2) een afname van de snelheid waarmee het ER met Ca2+ gevuld kan worden of in sommige gevallen een afname in de vullingsgraad van het ER. De passieve Ca2+-lek was echter niet groot genoeg om het ER te laten leeglopen. Een belangrijk gevolg van de passieve Ca2+-lek was dat daardoor de opname van Ca2+ in de mitochondriën sterk toenam. Mitochondriële Ca2+-niveaus zijn bepalend voor het lot van de cellen: ofwel overleven ofwel in apoptose gaan. Het fysiologisch belang van de caspase-3 gemedieerde IP3R1 truncatie werd benadrukt in onze metingen op eicellen van de muis. De normale Ca2+ oscillaties die ontstaan na het toedienen van sperma factor vielen weg wanneer de eicellen geïnjecteerd werden met mRNA van de getrunceerde IP3R1. Tot slot hebben we door gebruik te maken van recombinant calpaïne in vitro en calpaïne inhibitoren in vivo, kunnen aantonen dat de IP3R3 isovorm door dit Ca2+-afhankelijke protease kan worden geknipt. De gevolgen voor de Ca2+-huishouding dienen nog te worden bestudeerd. Om af te ronden hebben we in dit deel van het werk aagetoond dat caspase-3 truncatie van IP3R1 een matige passieve Ca2+-lek creëerde die evenwel de opname van Ca2+ in de mitochondriën significant verhoogde. Voor IP3R3 hebben we gevonden dat calpaïne een gelijkaardige rol zou kunnen vervullen.
Publication status: published
KU Leuven publication type: TH
Appears in Collections:Laboratory of Molecular and Cellular Signaling

Files in This Item:

There are no files associated with this item.

Request a copy

 




All items in Lirias are protected by copyright, with all rights reserved.