Analysis of IRAG physiology by gene deletion
Final Report Abstract
Das IP3-Rezeptor-assoziierte cGMP-Kinase-Substrat (IRAG) ist maßgeblich an der Funktion des zellulären Botenstoffs zyklisches Guanosinmonophosphat (cGMP) beteiligt. Dieses Signalmolekül cGMP spielt u.a. im Herz-Kreislaufsystem und in Blutplättchen eine entscheidende Rolle. Eine fehlerhafte cGMP-Signalvermittlung verursacht verschiedene Erkrankungen einschließlich Angina Pectoris, Bluthochdruck und Thrombosen. Ziel des bearbeiteten Projektes ist es, die Funktion sowie den molekularen Mechanismus von IRAG aufzuklären. Diesbezüglich wurden in unserer Arbeitsgruppe zwei verschiedene Mausmutanten hergestellt: durch Deletion von Exon 3 des IRAG-Gens eine IRAG-Knockout-Mutante (IRAG-KO), in der kein IRAG-Protein hergestellt wird, sowie durch Deletion von Exon 12 eine Mausmutante, die ein verändertes IRAG ohne IP3RI-Interaktionsstelle enthält (IRAG∆12). Anhand dieser Mausmutanten wurde gezeigt, dass die cGMP-abhängige Relaxation des Gefäßmuskels sowie von glatten Muskeln des Magen-Darm-Trakts hauptsächlich über IRAG vermittelt wird. Das Signalmolekül cGMP karm zellulär über zwei verschiedene Synthesewege hergestellt werden: über lösliche Guanylylzyklasen (sGC) nach Stimulation mit Stickstoffmonoxid (NO), sowie über membrangebundene, partikuläre Guanylylzyklasen (pGC) nach Stimulation mit natriuretischen Peptiden z.B. atriales natriuretisches Peptid (ANP). IRAG ist für die Relaxation über beide cGMP-Synthesewege relevant. Durch Untersuchungen mit isolierten vaskulären glatten Muskelzellen zeigte sich, dass IRAG dabei NO/ANP/cGMP-abhängig das intrazelluläre Kalzium reguliert. In IRAG-Knockout-Mäusen war der Magen-Darm-Trakt stark vergrößert und die Verdauung wesentlich beeinträchtigt. Der IRAG-Knockout veränderte zwar nicht den basalen, physiologischen Blutdruck. Interessanterweise unterdrückte der IRAG-Knockout jedoch die starke Blutdrucksenkung, die in WT-Mäusen durch bakterielle Lipopolysaccharide (LPS) verursacht wird. IRAG körmte dementsprechend bei einem krankheitsbedingten Blutdruckabfall wichtig sein, der durch LPS und einer daraus resultierenden massiven NO-Synthese hervorgerufen wird. IRAG spielt außerdem eine wichtige Rolle in der Regulation der Blutplättchen- bzw. Thrombozyten-Funktion. Dabei ist IRAG entscheidend an der cGMP-vermittelten Hemmung der Thrombozytenaggregation beteiligt. IRAG reduziert über cGMP die Ausscheidung von Granulasubstanzen z.B. Adenosintriphosphat und Serotonin aus Thrombozyten. Darüber hinaus vermindert IRAG die Adhäsion von Thrombozyten an Oberflächen. Diese verschiedenen Mechanismen könnten die Ursache dafür sein, dass IRAG der Thrombose entgegenwirkt.
Publications
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