Die Rolle des Gαi2-Signalwegs in der pankreatischen β-Zelle

Abstract

Die Langerhansschen Inselzellen sind Bestandteil des endokrinen Anteils des Pankreas. Sie kontrollieren den Blutzuckerspiegel und regulieren diesen sehr differenziert bei Abweichungen durch die gezielte Freisetzung der antagonistisch wirkenden Hormone Insulin und Glukagon. Die Signalwege, welche die Sekretion von Insulin modulieren, sind nur zum Teil geklärt. Neben Glukose sind G Protein gekoppelte Rezeptoren (GPCR) an der Regulation der Insulinsekretion beteiligt. G Proteine leiten nach Aktivierung eines GPCRs die Signale intrazellulär weiter. Bisher ging man davon aus, dass sämtliche Vertreter der Gαi/o-Protein-Unterfamilie ausschließlich für die Hemmung der Insulinsekretion verantwortlich sind. Da Gαo-Proteine aber bereits als die für die Hemmung der Insulinsekretion verantwortlichen Signalüberträger identifiziert wurden, stellte sich die Frage, welche Funktionen Gi-Proteine und hier im Besonderen die prädominant exprimierten Gαi2-Proteine in den pankreatischen β-Zellen erfüllen. Mit Hilfe des Cre-loxP Rekombinationssystems wurden β-Zell-spezifische Gαi2-defiziente Mäuse (Gαi2βcko) generiert und parallel zu globalen Gαi2-defizienten Tieren (Gαi2-/-) analysiert. Überraschenderweise sind Gαi2-Proteine maßgeblich an der Stimulation der L-Arginin- und L Ornithin-induzierten Insulinsekretion beteiligt. Mit dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass i) Gαi2-Proteine die Insulinsekretion stimulieren können und ii) Gαi2-Proteine in β Zellen spezifische und somit nicht-redundante Funktionen im Vergleich zu den anderen Gαi/o-Proteinen haben.