Diabetologie und Stoffwechsel 2019; 14(S 01): S4
DOI: 10.1055/s-0039-1688113
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Beta-Zelle I
Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Drp1 ist ein wichtiger Regulator der mitochondrialen Netzwerkstruktur und Mitophagierate in Beta-Zellen

M Otte
1   Unimedizin Rostock, Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
J Schultz
2   Universitätsmedizin Rostock, Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
,
S Baltrusch
2   Universitätsmedizin Rostock, Medizinische Biochemie und Molekularbiologie, Rostock, Germany
› Author Affiliations
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Publication History

Publication Date:
07 May 2019 (online)

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    Fragestellung:

    Die komplexe mitochondriale Netzwerkstruktur wird in Beta-Zellen durch ständige Fusions- und Teilungsprozesse den Notwendigkeiten der Stimulus-Sekretionskopplung angepasst. Unter den die Mitochondriendynamik regulierenden Proteinen übernimmt das Dynamin-Related Protein (Drp1) eine wichtige Funktion, da es durch seine GTPase-Aktivität elongierte Mitochondrien voneinander abschnüren kann. Es ist daher eine Zielstruktur zur Behandlung einer mitochondrialen Dysfunktion. Diese wird auch als Ursache eines Typ 2 Diabetes mellitus diskutiert. Das Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss einer veränderten Drp1 Expression und Aktivität auf die Morphologie und Funktion der Mitochondrien in Beta-Zellen zu untersuchen.

    Methodik:

    Es wurde die murine glucoseresponsive Beta-Zelllinie MIN6 verwendet. Die zelluläre Inaktivierung von Drp1 erfolgte durch Inkubation mit dem GTPase-Inhibitor mdivi-1 für 24h, die verstärkte Expression mithilfe des Vektors pcDNADrp1(+). Das mitochondriale Netzwerk wurde fluoreszenzmikroskopisch mittels MitoTracker Green und die Expression Mitophagie-assoziierter Gene durch quantitative RT-PCR analysiert.

    Ergebnisse:

    MIN6 Zellen zeigten ein homogenes mitochondriales Netzwerk vergleichbar dem primärer Beta-Zellen. Nach Reduktion der Drp1 Aktivität war das Netzwerk signifikant elongiert. Die verstärkte Expression von Drp1 führte dagegen zu einem stark fragmentierten mitochondrialen Netzwerk. Die Expression der Mitophagie-assoziierten Gene LC3, ATG9A, PINK1 und PARKIN war bei erhöhtem Drp1-Gehalt im Vergleich zu kontrolltransfizierten Zellen nicht verändert. Die Inaktivierung von Drp1 führte zu einer signifikant erhöhten Expression der Mitophagie-assoziierten Gene.

    Schlussfolgerungen:

    Veränderungen in der Expressionsrate und Aktivität von Drp1 resultieren in morphologischen Veränderungen des mitochondrialen Netzwerkes in Beta-Zellen. Aufgrund der fehlenden Mitophagie ist von einer reduzierten mitochondrialen Aktivität auszugehen. Wie sich dies auf die Funktion der Beta-Zelle auswirkt, gilt es weiterführend zu klären.


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