Die Rolle von Sphingolipiden bei der CD95-vermittelten Blockade von Ca2+-Kanälen

Abstract

Calciumsignale in T-Lymphozyten sind nicht nur am Zustandekommen einer adäquaten Immunantwort, sondern auch am programmierten Zelltod, der Apoptose, maßgeblich beteiligt. Diese wird durch eine Stimulation des CD95-Rezeptors aus der TNF-Familie induziert. Nach Aktivierung der sauren Sphingomyelinase (ASM) kommt es durch eine Depolarisation der mitochondrialen Membran zur Blockierung von kapazitiven Ca2+-Kanälen, die wiederum den Ca2+-Einstrom in die Zelle verhindert. Die Hemmung der CRAC-Kanäle durch den CD95-Rezeptor hängt dabei vollständig von der Depolarisation des Mitochondrienmembranpotentials delta psi ab. Jurkat-T-Zellen, die mit Hilfe der FACS- und der Video-Imaging-Technik untersucht wurden, reagierten auf die Gabe von 10µM Sphingosin mit einem zeitgleichen Zusammenbruch von delta psi und einer Hemmung des CRAC-Kanals in Analogie zu den Ergebnissen nach CD95-Stimulation. Jurkat-T-Zellen, die das vor Apoptose schützende Protein Bcl-2 in Mitochondrien exprimieren, sind nach Gabe von 10µM Sphingosin zwar gegen den Sphingosin-induzierten Zusammenbruch von delta psi resistent, nicht aber gegen die Blockade des CRAC-Kanals durch Sphingosin. Diese Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass Sphingosin den CRAC-Kanal auf zwei verschiedene Arten blockieren kann: sowohl indirekt über den Zusammenbruch des delta psi, wobei die Triebkraft der mitochondrialen Ca2+-Aufnahme verloren geht und eine Selbstinaktivierung durch lokale Ca2+-Akkumulation auftritt, als auch durch eine direkte Beeinflussung des Kanals.

Calcium signals in T-lymphocytes participate in both the creation of an appropriate immune answer and apoptosis, programmed cell death. Apoptosis is induced by stimulation of the CD95 receptor which belongs to the TNF family. After activation of acidic sphingomyelinase (ASM), the depolarisation of the mitochondrial membrane leads to the inhibition of Ca2+ channels which blocks the influx of Ca2+ into the cell. Inhibition of calcium release-activated calcium channels (CRAC) through the CD95 receptor is completely dependent on the depolarisation of the mitochondrial membrane potential (delta psi). Jurkat T cells, which were examined with FACS and video imaging, reacted with a concurrent breakdown of delta psi and inhibition of CRAC after 10µM sphingosine was added. This finding is in accordance with the results after CD95 stimulation. Jurkat lymphocyte clones that express a Bcl-2 mutant in mitochondria are resistant to sphingosine-induced delta psi breakdown after the addition of 10µM sphingosine, but not to the inhibition of CRAC via sphingosine. These results conclude that sphingosine is able to block CRAC in two different ways: Indirectly via delta psi breakdown where the driving force of mitochondrial Ca2+ intake is lost and self inactivation occurs through Ca2+ accumulation, as well as through a direct influence on the channel.