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Zur Rolle des Kationenkanals TRPC6 für den Kalziumeinstrom normaler und Dystrophin-defizienter Skelettmuskelfasern der Maus

  • Der TRPC6 Kanal ist Teil einer Familie nicht selektiver Kationenkanäle, den Transient-Receptor-Potential-Canonical Kanälen. Der TRPC6 Kanal ist durch Diacylglycerol (DAG), ein Spaltprodukt der Phospholipase C, aktivierbar. Durch den Kinaseinhibitor ML-9 kann er inaktiviert werden. In der Skelettmuskulatur von Wildtyp-Mäusen und Dystrophin-defizienten mdx-Mäusen wird der TRPC6 Kanal stark exprimiert. Eine Beteiligung des TRPC6-Kanals am Store-Operated-Calcium-Entry (SOCE) wurde ebenso diskutiert wie ein Vorliegen als Rezeptor-gesteuerter Ionenkanal (ROC). In dieser Arbeit wurde der Kalziumeinstrom des Sarkolemms mit Hilfe der Mangan-Quench-Technik an Mäuseskelettmuskelzellen untersucht. Der TRPC6 Kanal wurde mittels ML-9 inhibiert mit dem Ziel einen möglichen Einfluss auf den Kalziumeinstrom in die Skelettmuskelzellen der Mäuse zu untersuchen. Dies geschah sowohl in Ruhe als auch nach Entleerung der intrazellulären Kalziumspeicher. Es konnte nachgewiesen werden, dass der TRPC6 Kanal nicht zum Ruhekalziumeinstrom in der Skelettmuskulatur beiträgt. Er ist dort zwar hoch exprimiert, jedoch unter Ruhebedingungen nicht aktiv. Da der Kanal durch DAG und auch Hyperforin aktivierbar ist, spricht dies für ein Vorliegen als Rezeptor-gesteuerter Kanal in Skelettmuskelzellen. Durch die Anwendung des SERCA-Inhibitors Thapsigargin konnte der SOCE sowohl in Wildtyp- als auch mdx-Skelettmuskelzellen dargestellt werden. Nach Vorinkubation mit Thapsigargin zeigte sich jeweils ca. eine Verdoppelung der Quenchraten im Vergleich zu den Ruhebedingungen. Auch nach Entleerung der Kalziumspeicher blieb der TRPC6 Kanal inaktiv. Der TRPC6-Kanal ist am SOCE-Mechanismus, zumindest in Mäuseskelettmuskelzellen, nicht beteiligt. Eine Beteiligung anderer Mitglieder der TRPC-Familie bleibt jedoch denkbar. Für eine mögliche Beteiligung des Kanals am pathologisch erhöhten Kalziumeinstrom des Sarkolemms, wie sie im Rahmen der Pathogenese der Duchenne-Muskeldystrophie diskutiert wird, konnten in dieser Arbeit keine Hinweise gefunden werden. Hinsichtlich der getesteten Parameter unterschieden sich die Muskelfasern von Wildtyp-Mäusen nicht von den Zellen Dystrophin-defizienter mdx-Mäuse.
  • The TRPC6 cation channel belongs to the transient receptor potential (TRP) channels and is a member of the so called canonical subfamily of TRP proteins. TRPC6 is activated by diacylglycerol (DAG) and can be blocked by the kinase inhibitor ML-9. In striated muscle of normal and dystrophin deficient mice TRPC6 is highly expressed, but little is known about its physiological role. An involvement of TRPC6 in store-operated calcium entry (SOCE) as well as a function as a receptor-operated channel (ROC) has recently been suggested. In this work the calcium influx across the sarcolemma of skeletal muscle fibers has been investigated with the manganese quench technique. The inhibitor ML-9 was used to test the potential contribution of TRPC6 to calcium influx in resting muscle fibres and after depletion of calcium stores. We could show that the TRPC6 channel does not participate in background calcium influx in resting skeletal muscle fibers. Since the channel can be activated by DAG and hyperforin these findings suggest a receptor-operated function in skeletal muscle. By using the SERCA inhibitor thapsigargin we demonstrated a physiologically functioning SOCE in wildtype and mdx muscle fibres. After pre-incubation of muscle fibers with thapsigargin a nearly twofold increase of the Fura-2 quench was detected. However, even after calcium depletion of the sarcoplasmic reticulum TRPC6 remained inactive. We therefore conclude that TRPC6 does not participate in store-operated calcium entry in mouse muscle fibers. An involvement of other TRPC family members in this process is not excluded. Further, we did not find any evidence that TRPC6 is involved in the pathologically increased calcium influx in dystrophin-deficient muscle fibers of mdx mice. Fibers from mdx and wildtype mice did not differ in their responses to the tested parameters.

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Metadaten
Author: Christoph Sinnhöfer
URN:urn:nbn:de:gbv:9-001938-7
Title Additional (English):The function of cationic channel TRPC6 in normal and dystrophin deficient mouse skeletal muscles
Advisor:Dr. Bernd Pritschow, Prof. Dr. Heinrich Brinkmeier
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2014/06/30
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2014/02/21
Release Date:2014/06/30
Tag:ML-9, Manganquench, Orai, Stim1, TRPC, TRPC6
GND Keyword:Duchenne Muskeldystrophie, Kalzium, Skelettmuskel
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Pathophysiologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit