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Abb. 1 Extraorale Bitterrezeptoren

Abb. 1 Expression eines Bitterrezeptors in einer Untergruppe von Kolon-Becherzellen. Eine Zelle, ... mehr

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Stand: 23.09.2017 04:07:25

Abteilung Molekulare Genetik (MOGE)

Projekt 7 : Extraorale Bitterrezeptoren

Maik Behrens, Anja Voigt

Die Expression von Geschmacksrezeptoren ist in zahlreichen Geweben außerhalb des Geschmackssystems beobachtet worden. Dies deutet darauf hin, dass diese Rezeptoren über ihre bekannte Funktion in der Mundhöhle hinaus auch wichtige regulatorische und Stoffwechselfunktionen innehaben. Dies macht sie als neue mögliche pharmakologische Ziele interessant. Welche physiologischen und pathophysiologischen Rollen sie in Geweben außerhalb des Geschmackssystems spielen, ist allerdings noch nicht bekannt, da es sehr schwer ist, die spezifischen Zelltypen zu identifizieren, welche die Rezeptoren exprimieren.

In der vorherigen Berichtsperiode haben wir verschiedene gentechnisch veränderte Stämme von Mäusen generiert, um die Geschmacks- sowie die geschmacksunabhängigen Funktionen der Rezeptoren zu untersuchen. Wie wir mithilfe dieser Mäuse zeigen konnten, sind Bitterrezeptoren in einer Untergruppe von Kolon-Becherzellen (Abb. 1) vorhanden. Dies deutet darauf hin, dass sie Teil eines Mechanismus sind, der möglicherweise dazu beiträgt, schädliche Fremdstoffe abzuwehren. Darüber hinaus haben wir in Zusammenarbeit mit Walter Thomas’ Gruppe (Brisbane) mRNA für eine Gruppe von Tas2r-Bitterrezeptoren und für beide Untereinheiten des Tas1r1-Tas1r3-Umamirezeptors in kultivierten Herzmuskelzellen und Fibroblasten entdeckt, sowie in isolierten Herzzellen des Myokards. Die gleichen zellulären Verteilungsmuster konnten wir in Mäusen nachweisen, welche Tas1r gekoppelt an einen roten Fluorenzfarbstoff exprimieren. Wie wir zudem beobachteten, waren Bitterstoffe, die spezifisch Tas2rs im Rattenherz aktivieren, in der Lage, den linksventrikulär entwickelten Blutdruck zu verringern sowie den Aortendruck in Langendorff-perfundierten Mausherzen zu erhöhen, wobei diese Regulation G-Protein-abhängig war. Die Daten weisen somit darauf hin, dass Bitterrezeptoren zumindest in Mausherzen die Kontraktionskraft negativ beeinflussen.

Die Schilddrüsenfunktion beeinflusst entscheidend den Stoffwechsel, die Körperzusammensetzung und die physiologische Entwicklung. Zusammen mit der Arbeitsgruppe von Steven Munger (Baltimore) konnten wir sowohl im menschlichen, als auch im Schilddrüsengewebe der Maus nachweisen, dass verschiedene Tas2rs in Thyreozyten (Follikelepithelzellen) exprimiert werden. In kultivierten Thyreozyten regulierten Tas2rs Thyreotropin-abhängige intrazelluläre Signalwege sowie den Ausstrom (Efflux) von Iodid, wenn sie durch Bitterstoffe aktiviert wurden. Gleichzeitig beobachteten wir, dass ein bestimmter Bitterstoff keine Wirkung zeigte, der spezifisch einen Bitterrezeptor aktiviert, der in der Schilddrüsenzelllinie nur in einer für diese Substanz unempfindlichen genetischen Variante vorkommt. Dies bestätigt, dass die Tas2rs für die Schilddrüsenfunktion und damit für Stoffwechselregulation bedeutsam sind.

© 2017 DIfE - Deutsches Institut für Ernährungsforschung. Alle Rechte vorbehalten. // Stand 13.04.2015