Calciumregulierung im Immunsystem

Der Calciumsignalweg ist für viele Funktionen in quasi allen Zellen von Bedeutung. Für die T-Lymphozyten des Immunsystems ist Calcium wichtig, um die Genexpression zu regulieren.

Gesundheit

Ein mehrstufiger Prozess reguliert die Menge an Calcium im Zytoplasma nicht-erregbarer Zellen, u.a. den T-Zellen des Immunsystems. Bislang sind nur drei Arten von Kanälen bekannt, über die nach der Aktivierung der Calciumeintrag durch die T-Zell-Plasmamembran stattfindet. Das EU-finanzierte Projekt CAV IN IMMUN SYSTEMS (Molecular mechanism of calcium entry in the immune system) untersuchte nun einen neuen Signalweg für den Calciumeintrag. Es zeigte, dass der Calciumeintrag bei einer Immunantwort über spannungsabhängige Calciumkanäle (Cavs) vom Typ L und deren regulatorisches Gerüstprotein AHNAK1 erfolgt. Schwerpunkt war nun die Rolle des Cav/ AHNAK-Signalwegs bei einer Immunantwort, insbesondere Proliferation, Migration und Zytokinproduktion. Man fand heraus, dass sowohl die Chemokinstimulation als auch die Aktivierung des T-Zell-Rezeptors (TCR) die Expression des Proteins AHNAK1 in T-Zellen erhöht. Im nächsten Schritt untersuchten die Wissenschaftler die Lokalisierung von AHNAK1 in T-Zellen und zeigten, dass AHNAK1 sich in dichtgepackten Vesikeln in naiven T-Zellen befindet. Eine kurzfristige Stimulation durch TCR führte dazu, dass AHNAK1 in das Zytoplasma oder die Membranen verlagert wird. Ähnliche Effekte auf die Lokalisierung von AHNAK1hatte auch die Stimulation von SDF-1. Die Hemmung der Expression des AHNAK1-Proteins in Jurkat-T-Zellen durch sh-RNA (small hairpin RNA) reduziert die Zellmigration zu SDF-1. Insgesamt legen die Ergebnisse nahe, dass nach der SDF-1-Stimulation das Protein AHNAK1 für den Calciumeintrag wichtig ist. Die Forscher stimulierten TCR-Zellen und beobachteten die Wirkung von Knockdown und Überexpression klonierter T-Zell-Cav1.1 bei 293HEK-Zellen, da dort TCR fehlt. Die Ergebnisse lassen vermuten, dass der TCR-Signalweg die Öffnung von Cav1.1-Kanälen über modifizierte Spannungsabhängigkeit steuert. Insgesamt kommt CAV IN IMMUNSYSTEMS zu dem Ergebnis, dass AHNAK1 und Cav1.1 den Calciumeintrag bei der Aktivierung, Adhäsion und Migration von T-Zellen regulieren. Diese Daten wurden in zwei Beiträgen veröffentlicht. Die Studie kann dazu beitragen, Immundefekte besser zu behandeln. Zudem könnte dieser Mechanismus auch für die Tumorentwicklung und Metastasierung eine Rolle spielen, wenn Tumorzellen aus dem Immunsystem oder anderen nicht-erregbaren Zellen hervorgehen, was von erheblicher biomedizinischer Bedeutung ist.

Schlüsselbegriffe

Immunsystem, Calciumsignalweg, Cav, AHNAK1, TCR, Tumor

Molecular mechanism of calcium entry in the immune system

Calciumregulierung im Immunsystem

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