Gegenseitige Regulation von NPC1 & A2A-Adenosin Rezeptoren

Der A2AAdenosinrezeptor gehört zur großen Familie der G Protein gekoppelten Rezeptoren (GPCR`s). Er koppelt an Gs , daher ist sein kanonischer Signalweg die Stimulierung der cAMP-Bildung und die Regulation von cAMP- abhängigen Effektoren (Proteinkinase A = PKA; zyklische Nukleotid-gesteuerte Kanäle, EPAC1 etc.). Darüber hinaus kann der A2A-Rezeptor auch Signalkaskaden aktivieren, ohne dass heterotrimere G Proteine dafür gebraucht werden, z.B. über. ARNO und ARF6. Die Mobilität des Rezeptors ist begrenzt.. Wir haben vor Kurzem nachgewiesen, dass die Kopplung des A2A-Rezeptors an Gs die Anwesenheit von Cholesterin in der Plasmamembran voraussetzt: Depletion des Cholesterins verhinderte die cAMP-Akkumulation, aber sie hatte keinen Effekt auf die ARF6-abhängige Aktivierung von ERK1/2. Die Niemann Pick Type C Krankheit (NPC) ist selten, verläuft tödlich, geht mit der Akkumulation von Cholesterin in peripheren Geweben und dem Gehirn, auch im Striatum, einher und führt bei den meisten Patienten zu einer progressiven Neurodegeneration. Die Erkrankung ist überwiegend auf einen Gendefekt in npc1 zurückzuführen: Diese Gen codiert einen Lipidtransporter, der eine Cholesterin-Sensor-Domäne enthält und den Flux von Cholesterin von Endosomen zur Plasmamembran reguliert. Dementsprechend ist bei NPC der Gehalt von Cholesterin und anderen Lipiden in der Plasmamembran verändert. Außerdem wird die Expression von NPC1 wird durch cAMP and CREB reguliert. In meiner Arbeitshypothese postuliere ich daher, dass der A2A-Rezeptor die Expression von NPC1 reguliert und dass die NPC1-Expression wiederum die Signalübertragung durch den A2A-Rezeptor reguliert. Diese wechselseitige Regulation findet wahrscheinlich im Striatum statt, weil diese Hirnregion viele A 2A-Rezeptoren enthält Ich postuliere auch, dass im Striatum A2A-Rezeptor-abhängige Signalwege bei NPC verändert sind. A2A- Rezeptor-Agonisten stimulieren nicht nur die Adenylylzyklase(n) sondern auch die Phosphorylierung von ERK1/2 über Rekrutierung von ARNO/ARF6. Dieser Effekt ist deshalb interessant, weil aktiviertes ARF6 die abnorme Cholesterinverteilung in zellulären NPC1 Modellen partiell korrigieren kann. Die Ziele des Projektes sind zu (i) verifizieren, dass die NPC1-Expression durch A2A Rezeptoraktivierung verstärkt wird und (ii) zu prüfen, inwieweit veränderte NPC1 Level die Mobilität des A2A-Rezeptors und nachgeschaltete Signalwege in NPC1-Zellmodellen beeinflussen. (iii) Ich möchte auch untersuchen, ob ARF6 die abnormale Lipidverteilung mildern kann, die in NPC beobachtet wird Diese Experimente sollen neue Einblicke in die wechselseitige Regulation von NPC1 und dem A2A-receptor liefern. Sie nützen eine durch die gestörte Lipidkompostion der Zellen um zu zeigen, wie GPCR Signalwege in Cholesterin-reichen Membrandomänen reguliert sind. Außerdem sollen neue Erkenntnisse über die Pathophysiologie der Niemann Pick Typ C Krankheit gewonnen werden.