Die Glukose-abhängige Regulation der Genexpression der humanen Serin/Threonin Kinase h-sgk

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen Glukose-induzierten Veränderung des Zellvolumens und endothelialer Zellfunktion in der humanen Serin/Threoninkinase h-sgk untersucht. Mittels Northern Blotting konnte nachgewiesen werden, dass Bereitstellung eines hyperosmolaren Mediums in Form von Glukose zeit- und dosisabhängig zu einer Zunahme der h-sgk m-RNA Expression führte. Dieser Effekt konnte durch das nichtmembranpermeable Agens Raffinose vollständig nachgeahmt werden, was eine Beteiligung metabolischer Mechanismen an der transkriptionellen Regulation der h-sgk unwahrscheinlich macht. Die durch Insulin induzierte Zellschwellung bewirkte eine Verminderung der Transkriptionsrate der h-sgk. Glukagon, das zur Zellschwellung führt, zeigte keine Auswirkung auf die Transkription. Die durch Glukose-induzierte Hochregulation der sgk-Transkriptionsrate wurde nach Blockade der Proteinkinase C durch Calphostin und Staurosporin, sowie durch den Calciumkanalblocker Nifedipin vermindert. Aktivatoren der PKC hingegen, wie PMA oder ein Anstieg der intrazellulären Calciumkonzentration durch Ionomycin, führten zu einer starken Zunahme der Transkription der h-sgk. Signaltransduktionskaskaden durch die Mitogen aktivierte Proteinkinase p-38 konnten ausgeschlossen werden, da eine Hemmung der p-38 Kinase durch den spezifischen Inhibitor SB 202 190 zu keiner Reduktion der Transkriptionsrate führte. Die vorliegende Arbeit konnte somit nachweisen, dass die tonizitätsinduzierte Signaltransduktion der sgk-Transskription sowohl über eine Zunahme der zytosolisch freien Calciumkonzentration, als auch über eine direkte Aktivierung der Proteinkinase C vermittelt wird.

In recent years cell volume alteration proved to be an important measure of intracelluar signal transduction. The human Serin/Threonin kinase h-sgk is transcriptionally regulated by cell volume alterations. The present study was performed to elucidate intracellular signalling of h-sgk in endothelial cells in hyperosmolar media. As shown by Northern blotting, an increase of extracellular glucose concentration increased h-sgk m-RNA levels in a time and dose dependent manner. This effect was qualitatively mimicked by osmotic cell shrinkage or treatment with Phorboldedecanoate and Ionomycin. This effect was blunted by Nifedipine, Calphostin C and Staurosporine. The h-sgk m-RNA levels were reduced by cell swelling, induced by Insulin. Mitogen activated protein kinase p-38 showed no effect on regulation of gene expression of h-sgk. This study showed that hypertonicity induced gene expression of the human Serin/Threonin kinase h-sgk ist regulated by activation of protein kinase C and increase of intracellular calcium concentration.