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Die Funktion von Flotillinen bei der Insulin-regulierten Genexpression

The function of flotillins in the expression of insulin-dependent genes

Wienen, Anam


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URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-145071
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2019/14507/

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Insulin , Flotillin
Freie Schlagwörter (Englisch): insulin , flotillin
Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Biochemisches Institut
Fachgebiet: Zahnmedizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.04.2019
Erstellungsjahr: 2018
Publikationsdatum: 15.05.2019
Kurzfassung auf Deutsch: Flotillin 1 und 2 sind hoch-konservierte Proteine, welche ubiquitär exprimiert werden. Sie sind unter physiologischen Bedingungen innerhalb von membrane rafts an der zytosolischen Seite der Plasmamembran fest verbunden und somit an vielen Prozessen wie Signaltransduktionswegen, Membrantransporten und dem Aufbau des Zytoskeletts und von Zell-Zell- bzw. -Matrix-Kontakten beteiligt.
Neben dem klassischen Insulin-Signaltransduktionsweg haben Baumann et al. im Jahr 2000 einen alternativen Insulin-Signaltransduktionsweg beschrieben, dessen Ablauf das Vorhandensein von Flotillin 1 voraussetzt, was auf eine Beteiligung von Flotillinen am Insulin-Signaltransduktionsweg hindeutet. Dass Skelettmuskelzellen bei Diabetes Typ 2 eine erhöhte Expression von Flotillinen aufweisen, impliziert ebenfalls eine Teilnahme dieser am Insulin-Signaltransduktionsweg.
Um zu untersuchen, inwieweit Flotilline Einfluss auf die Expression insulinabhängiger Gene nehmen, wurden in der vorliegenden Arbeit die Genprodukte von Flotillin 1- und Flotillin 2-Knockout (KO)-Mäusen mit denen von Wildtyp (WT)-Mäusen verglichen. Hierzu wurde RNA aus Skelettmuskelzellen von Mäusen isoliert, diese in cDNA umgeschrieben und dann qRT-PCR durchgeführt, um die Expressionsmenge der einzelnen insulinabhängigen Gene zu bestimmen. Weiterhin wurde der Einfluss von Flotillinen auf den EGF-Signaltransduktionsweg und auf die Triglyzeridsynthese untersucht.
Die Untersuchungen ergaben, dass sowohl Flotillin 1 als auch Flotillin 2 in Skelettmuskelzellen gesunder adulter Versuchstiere allgemein betrachtet nur wenig bis keinen Einfluss auf die Expression insulinabhängiger Gene nehmen. Der Einfluss von Flotillinen auf den EGF-Signaltransduktionsweg wurde hingegen eindeutig bestätigt, da vor allem die Untersuchung der MAP-Kinase-abhängigen Gene zeigte, dass Flotillin 2 einen negativ regulierenden Einfluss auf den EGF-Signaltransduktionsweg hat. Weiterhin scheinen Flotilline auch einen negativ regulierenden Einfluss auf die Triglyzeridsynthese im Organismus zu haben, dessen Bestätigung jedoch weiterer Untersuchungen unter standardisierten Voraussetzungen bedarf.
Kurzfassung auf Englisch: Flotillin 1 and 2 are highly conserved proteins that are ubiquitously expressed. Under physiological conditions they are tightly bound to the cytosolic side of the plasma membrane within membrane rafts and are involved in many processes such as signaling pathways, membrane transport and the assembly of the cytoskeleton and cell-cell- and cell-matrix-contacts.
In addition to the classic insulin signaling pathway, Baumann et al. (2000) described an alternative insulin signaling pathway for which the presence of flotillin 1 is required, indicating the involvement of flotillins in the insulin signaling pathway. The fact that skeletal muscle cells in type 2 diabetes exhibit an increased expression of flotillins also implies their participation in the insulin signaling pathway.
To investigate to what extent flotillins influence the expression of insulin-dependent genes, the gene products of flotillin 1- and flotillin 2-knockout (KO) mice were compared with those of wildtype (WT) mice in this work. For this, RNA was isolated from skeletal muscle cells of these mice, transcribed into cDNA and qRT-PCRs were performed to determine the expression level of selected insulin-dependent genes. Furthermore, the influence of flotillins on the EGF signaling pathway and on plasma triglyceride levels was investigated.
The investigations showed that both flotillin 1 and flotillin 2 generally have little to no influence on the expression of insulin-dependent genes in skeletal muscle cells of healthy adult mice. However, the influence of flotillins on the EGF signaling pathway was clearly confirmed, since in particular the investigation of genes influencing the MAP kinase pathway show that flotillin 2 has a negatively regulating influence on the EGF signaling pathway. Moreover, flotillins also may negatively regulate the triglyceride levels of the organism, but the confirmation of this requires further investigations under standardized conditions.
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