Molekulare Endokrinologie

Transdifferenzierung endokriner Zellen in Abhängigkeit eines Hormongradienten

Dieses Projekt wird am Beispiel der Nebenniere dargelegt. Die Nebennierenrinde lässt sich in 3 verschiedene Zonen gliedern. Diese Zonen unterscheiden sich funktionell durch das Synthesemuster an Steroidhormonen. Diese Unterschiede sind durch eine differenzierte Expression von Syntheseenzymen bedingt. Dabei produziert die äußere Zone vorwiegend Mineralcorticoide, die mittlere Zone Glucocorticoide und innere Zone Vorstufen der Sexualhormone. Bisher konnte nicht eindeutig geklärt werden, wie die Gliederung  in diese 3 Zonen zustande kommt.

Es ist bekannt, dass das normale Blut, also auch das Blut in der Nebennierenarterie ca. 275-415 nmol/l (10-15 µg/dl) Cortisol enthält. Aus eigenen Untersuchungen wissen wir, daß das Blut aus der Nebennierenvene circa 27.600 nmol/l (1000 µg/dl) Cortisol enthält. Das Blut wird also während seiner Passage durch die Nebennierenrinde mit Cortisol angereichert.

In der »Hornsby-Dringenberg-Hypothese« wird davon ausgegangen, dass der Glucocorticoidgradient auf Zellebene durch Induktion und Repression wichtiger Rezeptoren (und nachfolgender Signalkaskaden) und Enzyme für  die Entstehung unterschiedlicher Rindenzonen sorgt. In dieser Arbeit wird deshalb untersucht, ob die Zellen der Nebennierenrinde je nach einwirkender Steroidhormonkonzentration ein anderes Rezeptor-/ Enzymexpressionsmuster und in Folge dessen einen anderen Funktionszustand annehmen.

Es wird mit der Zelllinie NCI-H295R, einer menschlichen Nebennierenrindenkarzinomzellinie sowie Rindernebennierenzellen gearbeitet. Die Zellen wachsen in einem Zellkulturgefäß an und werden einem Hormongradienten, der durch das Auswaschen mit frischem Medium aufgebaut wird, ausgesetzt. Außerdem werden Nebennierenrindenzellen mit physiologischen und supraphysiologischen Konzentrationen an Angiotensin-2 sowie ACTH bzw. Forskolin stimuliert, um die Differenzierungsvorgänge zu beschleunigen bzw. aufzuhalten. Nach Exposition der Zellen über einen definierten Zeitraum von z.B. 1 Woche werden mittels quantitativen PCR-Methode, das Enzym- und Rezeptorexpressionsmuster auf mRNA-Ebene an verschiedenen Stellen des Zellkulturgefäßes bestimmt.

Kooperationspartner

  • Universitätsklinikum Düsseldorf (AG Schwitalla-Dringenberg-Haase-Schott)
  • AG Prof. M. Tiedge (Universitätsmedizin Rostock)
  • PD D.-C. Fischer (Forschungslabor Pädiatrie)