Characterization of Mechanosensitive Channels in the Eye

Abstract

In dieser Arbeit wurde die Expression sieben verschiedener mechano-sensitiver Kanäle (MSKs: PIEZO1, PIEZO2, TRPA1, TRPM3, TRPV4, TRPP2 und TREK1) im Bereich des Ziliarkörpers untersucht. Die Proteine wurden mittels Immunfluoreszenz, Western-Blot und Reverse-Transkriptions-PCR untersucht. MSCs waren sowohl im Ratten-Auge als auch humanen Ziliarkörper-Epithel vorhanden. Die Expression und Lokalisierung der ausgewählten MSKs wurden zudem in einer Zell-Linie des nicht-pigmentierten Ziliarkörperepithels (NPZE) untersucht. Die deutliche Expression mehrerer MSKs könnte auf eine mögliche Rolle bei der Regulierung des Kammerwassers hinweisen. Die Bildung primärer Zilien nach Serumentzug konnte in der Zellkultur der NPZE-Zellen reproduziert und weiter analysiert werden. Entsprechende Befunde konnten in humanen Gewebsproben (Paraffinschnitten) mittels Elektronenmikroskopie und Immunhistologie bestätigt werden. Die Länge der primären Zilien war unabhängig von der Verlängerung des Serumentzugs von 24 auf 48 oder 72 Stunden, mit längerem Nährstoffentzug nahm die Häufigkeit von NPZE-Zellen mit primären Zilien jedoch deutlich zu. Eine doppelte Immunfluoreszenzfärbung zeigte eine Co-lokalisation von TRPP2 mit diesen primären Zilien. In dem Modell der NPZE wurde die Expression der MSKs unter einem erhöhten hydrostatischen Druck untersucht: Es kam zu einer Zunahme der Proteinkonzentration von PIEZO2, TRPP2 und TREK1 mit steigendem Druck. Ebenso veränderte sich der mRNA-Spiegel von PIEZO1, PIEZO2, TRPA1, TRPM3 und TRPP2. Unter der Hemmung von PIEZO2 (siRNA) und hydrostatischem Druck von 60 mmHg für 24 Stunden wurde eine Abnahme aller drei Isoformen von TRPP2-Proteinen gesehen. Die Gabe von TRPP2-siRNA führte andererseits nicht zu einer Veränderung der PIEZO2-Proteinexpression. Die weitere Charakterisierung der MSKs in Augengeweben könnte weitere Einblicke in die potenzielle Funktion okulärer Mechano-Sensoren für die Regulation des Augeninnendrucks liefern und somit Hinweise auf neue molekulare Ziele für die Behandlung des Glaukoms liefern.