Dokument: TheRole of the Small GTPase Rab11 in Glucose Transport in H9c2Cardiomyocytes

Titel:	TheRole of the Small GTPase Rab11 in Glucose Transport in H9c2Cardiomyocytes
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2335
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20010619-000335-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Jiang, Tianyun [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 346,6 KB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Eckel, Jürgen [Gutachter] Prof. Dr. Hauner, Hans [Gutachter] Prof. Dr. Kojda, Georg [Gutachter]
Stichwörter:	Rab11, GLUT4, InsulinRab11, GLUT4, insulin
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Es wird vermutet, daß Mitglieder der niedermolekularen G-Proteine der Rab-Subfamilie an der Umverteilung des Glukosetransporters GLUT4 teilhaben. Neuere Studien deuten auf eine Lokalisation von Rab11 in GLUT4-Vesikeln im Herzmuskel der erwachsenen Ratte hin und möglicherweise ist Rab11 an der Translokation von GLUT4 von einem intrazellulären Pool zur Plasmamembran nach Insulinstimmulation beteiligt. Unklar bleiben allerdings die genaue Rolle der niedermolekularen GTPasen in der GLUT4-Translokation und die zugrunde liegenden Mechanismen. In der vorliegenden Arbeit wurden eine Herzmuskelzelllinie des Wildtyps H9c2 (H9) und ein stabiler Klon H9K6 (K6), der GLUT4 überexprimiert, als Modelle benutzt, um die Rolle von Rab11 im Glukosetransport zu untersuchen. Zuerst wurde RT-PCR angewandt, um den Einfluß von Insulin auf die Rab11 mRNA-Expression zu beobachten. Dann wurde die transiente Transfektionstechnik etabliert, um den Effekt von Rab11 auf den Glukosetransport zu studieren. Wortmannin und BIM wurden schließlich benutzt, um ein mögliches funktionales Zusammenwirken von Rab11 mit PI 3-K und PKC zu erforschen. Die Ergebnisse der RT-PCR konnten die Anwesenheit von Rab11 mRNA in K6 Zellen nachweisen. Insulin kann die Transkription des Rab11 Gens um ungefähr 90% überregulieren. Messungen der 2-Deoxy-D- Glukoseaufnahme zeigen: (1) Bei einer Über-expression von Rab11 steigt die Glukoseaufnahme um 40 ± 6% in den H9 und um 30 ± 8% in den K6 Zellen. (2) Unter den gleichen Bedingungen beträgt jedoch die insulinstimulierte Glukoseaufnahme in H9-Zellen nur 20%, sowie 45% in K6 Zellen in Bezug auf den Basalwert. Wohingegen in pCMV-transfizierten Kontrollzellen nach Insulinstimulus ein Anstieg der Glukoseaufnahme um 40% bzw 70% gemessen werden konnte. (3) Der Effekt von Rab11 auf die Glukoseaufnahme konnte mit dem PKC Inhibitor BIM komplett blockiert werden, wohingegen Wortmannin, ein PI 3-K-Inhibitor, keinen Effekt zeigte. Der Western-Blot zeigt, daß Rab11 nicht die totale Expression von GLUT4 beeinflußen kann, und somit die erhöhte Glukoseaufnahme auf die gesteigerte Translokation von GLUT4 zu der Plasmamembran zustandekommt. Die sofortige Behandlung der transfizierten Zellen mit BIM für zwei Tage hat keinen Einfluß auf die Rab11-Expression. Unsere Daten zeigen, daß Rab11 möglicherweise an der Translokation von GLUT4 beteiligt ist, jedoch konnte seine präzise Rolle in der Insulinsignalkaskade nicht genau bestimmt werden. Außerdem unterstützen die gezeigten Daten die Annahme, daß Rab11 funktionell mit der PKC an der Regulation der Glukoseaufnahme beteiligt ist. Members of the Rab family of Ras-like small GTPases have been proposed to participate in the insulin-regulated redistribution of glucose transporter GLUT4. Recent studies suggested that Rab11 was colocalized with GLUT4 in rat heart and may be involved in the movement of GLUT4 to the plasma membrane in response to insulin. However, the exact role for this small GTP-binding protein in GLUT4 translocation and the underlying mechanisms remain unknown. Here, a wild type cardiomyocyte line H9c2 (H9) and a stable clone H9K6 (K6) overexpressing GLUT4 were used to further investigate the role of Rab11 in glucose transport. First, reverse transcription- polymerase chain reaction (RT-PCR) was employed to observe the influence of insulin on the transcription of Rab11 gene. Then, transient transfection strategy was established to study the effects of Rab11 on glucose transport. Finally, wortmannin and bisindolylmaleimide (BIM) were used to explore possible functional associations of Rab11 with PI 3-K (phosphatidylinositol 3-kinase) and PKC (Protein Kinase C). The results from RT-PCR confirmed the presence of Rab11 mRNA in K6 cells. Insulin was able to upregulate the transcription of Rab11 gene by about 90%. 2-Deoxy-glucose uptake assay revealed that: (1), overexpression of Rab11 increased basal glucose uptake by 40% ± 6% in H9 and 30 ± 8% in K6 cells, (2), under this conditions, however, insulin-stimulated glucose uptake were 20% in H9 and 45% in K6 cells over basal level compared with 40% and 70% in the controls transfected with blank vectors. (3), the effects of Rab11 on glucose uptake could be blocked completely by PKC inhibitor, BIM, whereas wortmannin, the PI 3-K inhibitor had no effects. Western-blot demonstrated that Rab11 did not affect the total expression of GLUT4, indicating the increase of glucose uptake is probably due to the enhanced translocation of GLUT4 to the plasma membrane. BIM treatment immediately after transfection had no influence on the expression of Rab11. These results indicate that Rab11 may be involved in the translocation of GLUT4, but its precise role in insulin signal cascade is still not determined. Although Rab11 does not participate in the PI 3-K- dependent pathway for glucose transport, it might be functionally associated with PKC in regulating glucose uptake.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	19.06.2001
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	19.06.2001
Datum der Promotion:	19.06.2001