Untersuchungen zu molekularen Mechanismen der Leptin-Rezeptor-Desensitivierung

Das Fettgewebshormon Leptin ist ein wichtiger Mediator der Körpergewichtsregulation bei Säugetieren. Eine Resistenz gegenüber der Leptinwirkung verhindert jedoch bei Adipositas den Abbau von Energiereserven und damit die effektive Einstellung des Körpergewichts. Die molekularen Mechanismen dieser Resistenzentwicklung näher zu charakterisieren war das Ziel dieser Arbeit. Die funktionelle Form des Leptin Rezeptors (LEPRb) ist ein homodimeres Membranprotein, dessen Einzelketten hinsichtlich ihrer funktionellen Domänen mit Zytokin Rezeptoren der Klasse I verwandt sind. Wie diese aktiviert auch der LEPRb nach Ligandenbindung den Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription (JAK/STAT) Signalweg, was zur transkriptionellen Regulation von spezifischen Zielgenen führt. Eines dieser Zielgene ist suppressor of cytokine signaling 3 (socs3), dessen Proteinprodukt SOCS3 über eine Bindung an Tyr 985 des LEPRb die Abschaltung der Signaltransduktion vermitteln kann. Neben dieser relativ gut untersuchten feedback Inhibition wird eine Rolle von Proteinphosphatasen bei der Resistenzentwicklung diskutiert. In dieser Arbeit wurde die negative Regulation des Leptin Rezeptors mit Hilfe von Zelllinien untersucht, in denen der LEPRb oder eine Tyrosin/Phenylalanin-Punktmutante des Rezeptors exprimiert wurde. Die beobachtete Abschaltung konnte unter anderem auf eine verminderte Expression des LEPRb an der Plasmamambran zurückgeführt werden. Die Inhibition der LEPRb Signaltransduktion durch SOCS1 oder SOCS3 wurde in Reportergen Assays mit einem STAT3 responsivem Promotor untersucht. Dabei konnte die Interaktion mit Tyr 985 bestätigt und Tyr 1077 als neue Bindungsstelle identifiziert werden. Darüber hinaus wurde erstmals auch SOCS1 als äquipotenter Inhibitor des LEPRb identifiziert. Mittels Northern-Blot- Untersuchung wurde eine Induktion für SOCS3, nicht jedoch für SOCS1 nachgewiesen. Dennoch könnte SOCS1 in Sinne einer trans-Wirkung nach Induktion durch andere Rezeptoren an der Desensitivierung des LEPRb beteiligt sein. So konnte in dieser Arbeit eine solche Cross Desensitivierung des LEPRb durch den Erythropoetin Rezeptor und den Wachstumshormon Rezeptor demonstriert werden. Mit Hilfe von Kinase Assays wurde der Beweis geführt, dass die LEPRb assoziierten JAKs nach zweistündiger Stimulation in ihrer Aktivität deutlich vermindert sind, ohne jedoch dephosphoryliert worden zu sein. Somit konnte die Hemmung der JAK durch Dephosphorylierung ausgeschlossen werden. Dies ist ein Argument gegen die Beteiligung von Phosphatasen an der Abschaltung des LEPRb. Weiterhin wurde gezeigt, dass der Nachweis der JAK-Phosphorylierung nicht notwendigerweise mit der Aktivität der Kinase korreliert. In weiteren Experimenten wurden Chimären des LEPRb kloniert, die eine ausgeprägte Spezifität für JAK1 oder JAK2 aufwiesen. Mit Hilfe von RNA-Interferenz gelang der Nachweis, dass der LEPRb entgegen bisheriger Meinung zur Signaltransduktion nicht auf JAK2 angewiesen ist.

Author dc:creator

• Knobelspies, Holger

• leptin
• leptin receptor
• desensitization
• downregulation

Licence dc:rights.uri

• http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen

Language dc:language

ger

Identifier URI

http://dx.doi.org/10.17169/refubium-16064

OAI record oai:identifier

https://refubium.fu-berlin.de/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arefubium.fu-berlin.de%3Afub188%2F11866