Expression und Regulation des y+-Systems in kutanen Zellen

Abstract

Aminosäuren sind als Bausteine der Proteine essentiell zur Aufrechterhaltung vitaler Prozesse. Eine besondere Rolle im Zellmetabolismus spielen dabei kationische Aminosäuren, hier insbesondere L-Arginin und L-Ornithin. So ist Arginin, als semiessentielle Aminosäure an anabolischen Prozessen, wie Wachstum, Differenzierung und Proteinsynthese beteiligt. L-Arginin ist außerdem ein Vorläufer des Stickstoffmonoxids, welches in zahlreiche entzündliche Prozesse involviert ist. Der Transport der kationischen Aminosäure wird in Säugerzellen zu 60-80% durch das y+-System gewährleistet. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob es Hinweise gibt, dass das y+-System eine Rolle in der Pathogenese von entzündlichen Dermatosen spielt. Dazu wurde zunächst der Transporter über eine RT-PCR, Western Blot und eine Immunhistochemische Färbung gesunder Hautpräparate über die Expression seiner Gene/Proteine hCAT1, 2A, 2B und 4 erstmals in NHEK und HDMEC nachgewiesen. Als nächstes wurde über eine Real-Time-PCR und Western Blot gezeigt, dass L-Ornithin und L-Arginin die Expression ihres Transporters selbst regulieren. Im weiteren bestätigte eine Real-Time-PCR und ein uptake-Experiment die Vermutung, dass eine entzündliche Reaktion ausgelöst durch Th1-Zytokine, wie sie in psoriatischen Hautläsionen auftritt, sowohl die Expression des L-Arginitransporters, als auch den L-Arginin-Einstrom in die Zelle beeinflusst. Dabei zeigten sich Unterschiede in der Beeinflussung von mikrovaskulären Endothelzellen und nativen Keratinozyten. Als Fazit dieser Arbeit, kann zusammengefasst werden, dass das y+-System in der Symptomatik der Psoriasis eine Rolle zu spielen scheint, und das es daher als Ansatzpunkte für neue Therapiemöglichkeiten in Betracht kommt.

Amino acids are essential for the maintenance of vital processes. The cationic amino acids are playing a special role in cell metabolism, in particular l-arginine and l-ornithine. The semiessential amino acid l-arginine is enlisted in anabolic processes like growing, differentiation and protein synthesis. Furthermore, arginine is a precursor of nitric oxide, which is involved in different inflammatory processes. The transport of the cationic amino acids is guaranteed to 60-80 % via the y+-system in the mammalian cells. The present dissertation investigate if the y+-transporter is involved in the pathogenesis of dermatitis. For this purpose the presence of the transporter was demonstrated by RT-PCR, Western Blot and Immunhistochemistry in healthy skin samples through the expression of its components hCAT1, 2A, 2B and 4 in microvascular endothelial cells (HDMEC) and native keratinocytes (NHEK). Furthermore Real-Time-PCR and Western Blot showed that l-arginine and l-ornithine are able to regulate the expression of their own transporter. Afterwards, using Real-Time-PCR and uptake experiment we demonstrated that an inflammatory reaction mediated by Th1-cytokines, such as observed in psoriatic lesions, affects l-arginine transporter expression and the l-arginine uptake in the cell. Differences in sensitivity were observed between microvascular endothelial cells and native keratinocytes. In conclusion,, it is possible that the y+-system plays a role in the symptomatic of psoriasis, establishing the basis for development of potential psoriasis therapies.