Sekretagoga-Stimulation steigert die NBCe1 (elektrogener Na+/HCO3--Kotransporter) Membranexpression in Kolonkrypten der Maus

Na⁺/HCO₃ ^- Kotransporter (NBC) ist in der basolateralen Membran des gastrointestinalen Epithels lokalisiert und mediiert hier die Aufnahme von HCO₃ ^- während der Sekretagoga-stimulierten Anionensekretion. Nachdem wir zuvor eine Aktivierung des NBC durch cAMP-abhängige und cholinerge Stimulation in Kolonkrypten der Maus gezeigt hatten, gingen wir nun der Frage nach, ob Membrantrafficking und Exozytose als zunehmend anerkannte Regulationsmechanismen verschiedener Ionentransporter auch hier involviert sind. Hierzu wurden Kurzschlussstrom (I_sc) und HCO₃ ^--Sekretion an gestripptem Kolonepithel in der Ussingkammer gemessen, die Expression von NBCe1 Subtypen mittels RT-PCR bestimmt, und die Membranexpression von NBCe1 durch Immunhistochemie und Oberflächenbiotinylierung untersucht. Während der I_sc nach Zugabe von Forskolin oder Carbachol einen raschen Anstieg zeigte, erreichte die HCO₃ ^- Sekretion erst nach 5–10 Minuten ihr Maximum. In der PCR zeigte sich NBCe1-B Expression im Kolon und, in geringerem Ausmaß, auch in der Niere, während NBCe1-A nur in der Niere gefunden wurde. In isolierten, mit Forskolin (10^-5 M) oder Carbachol (10^-4 M) vorbehandelten Krypten zeigte sich eine deutlich stärkere Überlappung mit dem E-Cadherin-Signal als in der unbehandelten Kontrolle. Weiterhin ergab sich in den Biotinylierungsexperimenten ein zeitabhängiger Anstieg des biotinylierten NBCe1, der langsamer mit einem Maximum von +54,8% nach 20 Minuten mit Forskolin, und schneller mit einem Maximum von +59,8% nach 10 Minuten mit Carbachol erfolgte. Inhibition der Aktinpolymerisation änderte den beobachteten Anstieg nicht, während Inhibition der Mikrotubuli bereits alleine die NBCe1-Membranexpression steigerte, möglicherweise durch Hemmung der Vesikelendozytose, und ohne einen zusätzlichen Effekt von Forskolin oder Carbachol. Zusammengefasst zeigen unsere Ergebnisse einen Anstieg in der NBCe1 Membranexpression nach Sekretagoga-Stimulation, der parallel zur Aktivierung der HCO₃ ^--Sekretion verläuft und gut zur vorbeschriebenen NBC-Aktivierung in Kolonkrypten passt. Membrantrafficking und Exozytose könnten somit einen neuen Mechanismus der Sekretagoga-abhängigen Aktivierung des intestinalen NBC darstellen.