@phdthesis{Sahr2019,
  author    = {Anika Sahr},
  title     = {Untersuchungen zum Einfluss des Mas-Rezeptors auf die Funktion von β-Zellen},
  journal    = {Investigations on the influence of the Mas receptor on β-cell function},
  url       = {https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:9-opus-29237},
  year      = {2019},
  abstract  = {Das Renin-Angiotensin-System (RAS) ist ein Hormonsystem, das {\"u}ber die Bindung von Angiotensin-Peptiden an ihre spezifischen Rezeptoren vielf{\"a}ltige physiologische Prozesse beeinflussen kann. In den letzten Jahren gelangte die alternative Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2)/Angiotensin (Ang)-(1-7)/Mas-Rezeptor-Achse des RAS aufgrund ihrer protektiven Rolle bei pathophysiologischen Zust{\"a}nden in den Fokus der Forschung. Wenig untersucht war bislang die Relevanz der lokalen ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse f{\"u}r die Funktion von Langerhans-Inseln, besonders in Hinblick auf die Produktion und Sekretion von Insulin. Daher sollte im Rahmen der vorliegenden Arbeit der Einfluss des Mas-Rezeptors und seines Liganden Ang-(1-7) auf die β-Zell-Funktion bestimmt und verantwortliche molekulare Mechanismen aufgekl{\"a}rt werden. Dazu wurden isolierte Langerhans-Inseln von Wildtyp (WT) und Mas-defizienten M{\"a}usen genutzt, die zun{\"a}chst umfassend hinsichtlich der Expression der Komponenten der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse charakterisiert wurden. Dann wurde der Einfluss des Ang-(1-7) sowie der Ang-(1-7)-Antagonisten D-Ala7-Ang-(1-7) (A779) und D-Pro7-Ang-(1-7) (D-Pro) auf die Insulinproduktion und Glucose-stimulierte Insulinsekretion (GSIS) bestimmt. Isolierte Inseln von Mas-defizienten M{\"a}usen zeigten im Vergleich zu WT-Inseln eine signifikant reduzierte GSIS. Entsprechend bewirkte in WT-Inseln die Inkubation mit A779 und D-Pro eine Reduktion der GSIS, wohingegen der Mas-Ligand Ang-(1-7) diese signifikant steigern konnte. Diese Befunde unterstreichen die Bedeutung der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse f{\"u}r die Modulation der Insulinsekretion in Langerhans-Inseln. Unter Verwendung pharmakologischer Hemmstoffe wurden zugrunde liegende Signal-Transduktionswege untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sprechen f{\"u}r die Beteiligung von cyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP) an der Mas-abh{\"a}ngigen Regulation der Insulinsekretion. Ergebnisse weiterf{\"u}hrender Experimente machen wahrscheinlich, dass diese Ang-(1-7)-stimulierte Insulinsekretion haupts{\"a}chlich {\"u}ber das exchange protein directly activated by cAMP 2 (EPAC2) verl{\"a}uft. Auch nach Langzeit-Applikation von Ang-(1-7) in vivo zeigte sich ein stimulierender Effekt von Ang-(1-7) auf die GSIS von WT-Inseln. Es wurden auch Hinweise auf Mas-Rezeptor-unabh{\"a}ngige Ang-(1-7)-Wirkungen erhalten, die Gegenstand weiterf{\"u}hrender Untersuchungen sind. Der Einfluss von Ang-(1-7) und A779 auf die Glucosetoleranz in vivo war dagegen marginal. Um weitere Signalwege und Komponenten zu identifizieren, die an der Mas-abh{\"a}ngigen Regulation der GSIS beteiligt sind, wurde eine Massenspektrometrie-basierte Proteomanalyse von Langerhans-Inseln aus WT- und Mas-defizienten M{\"a}usen ohne und unter Einwirkung von Ang-(1-7) und A779 durchgef{\"u}hrt. Die Kandidaten mit signifikanten Mengen{\"a}nderungen wurden anschlie{\"s}end {\"u}ber die Ingenuity® Pathway Analyse (IPA) in molekulare Netzwerke und funktionelle Kategorien eingeordnet. Die st{\"a}rkste Beeinflussung konnte bei den funktionellen Kategorien Zelltod und Zell{\"u}berleben, gastrointestinale Erkrankungen, Erkrankungen des endokrinen Systems, Stoffwechselerkrankungen und Zellzyklus festgestellt werden. Die Sekretions-Maschinerie wurde als ein wahrscheinlicher Angriffspunkt der Ang-(1-7)/Mas-vermittelten Signale in den Langerhans-Inseln identifiziert, da einige regulierte Proteine sekretionsassoziierte Signalwege, vesikelassoziierte Faktoren, Komponenten des Endoplasmatischen Retikulums und des Golgi-Apparates sowie Regulatoren des Zytoskeletts betreffen oder als potenziell {\"u}bergeordnete Regulatoren vorhergesagt werden konnten. Als eines der interessantesten Proteine wurde dabei das Golgi-reassembly stacking protein 2 (GORASP2) identifiziert, das f{\"u}r die akkurate Golgi-Stapelung in der Zelle verantwortlich ist und auch in die unkonventionelle Proteinsekretion involviert ist. Eine Mas-Rezeptor-abh{\"a}ngige Beeinflussung von GORASP2 und damit der Insulinsekretion erscheint m{\"o}glich und sollte in weiterf{\"u}hrenden Analysen verifiziert und hinsichtlich der molekularen Prozesse detailliert untersucht werden. Die vorgelegten Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse des RAS sowohl in vitro als auch in vivo einen positiven Einfluss auf die β-Zell-Funktion aus{\"u}bt. Inwieweit sich daraus neue Ansatzpunkte f{\"u}r die Behandlung von Erkrankungen mit gest{\"o}rter β-Zell-Funktion ergeben k{\"o}nnen, m{\"u}ssen Folgeuntersuchungen zeigen. Denkbar w{\"a}re die Steigerung der GSIS bei Typ-2-Diabetes mellitus mittels stabilen Ang-(1-7)-Agonisten. Diese M{\"o}glichkeit zeigt die Wichtigkeit zur weiteren Erforschung der ACE2/Ang-(1-7)/Mas-Achse in Langerhans-Inseln und ihrer genauen Wirkungen auf die Funktion von β-Zellen.},
  language  = {de}
}