Untersuchungen zur funktionellen Interaktion zwischen dem Rezeptor Mas und dem AT2-Rezeptor in primären, murinen Astrozyten

Abstract

Einleitung: Sowohl der Rezeptor Mas (MasR) als auch der Angiotensin-II- Rezeptor Typ 2 (AT2R) sind Sieben-Transmembrandomänen-Rezeptoren. Beide Rezeptoren vermitteln ähnliche antiinflammatorische und vasodilatative Funktionen im Renin-Angiotensin-System. Verschiedene Studien berichten, dass Effekte, die durch den MasR hervorgerufen werden, durch Antagonisten des AT2R inhibiert werden. Dieses Phänomen konnte bislang nicht erklärt werden. Ziel dieser Arbeit war es, die möglichen Interaktionen beider Rezeptoren weiter zu untersuchen. Methodik: Astrozytenprimärkulturen wurden aus neonatalen Wildtyp-, AT2R-Knockout- oder MasR-Knockout-Mäusen isoliert. Die Zellen wurden mit dem MasR-Agonisten Angiotensin-(1-7), dem AT2R-Agonisten Compound 21 oder reinem Wasser inkubiert. Ein Teil der Astrozyten wurde zusätzlich mit dem AT2R-Antagonisten PD123319 oder dem MasR-Antagonisten A-779 vorinkubiert. Als Maß der Rezeptoraktivierung wurde die CX3CR1-mRNA-Expression mittels quantitativer real-time PCR bestimmt. Ergebnisse: Sowohl die Stimulation des MasR mit Angiotensin-(1-7) als auch die Stimulation des AT2R mit Compound 21 führten zu einer signifikanten Steigerung der CX3CR1-Expression. Diese Effekte waren aufgehoben, wenn der entsprechende Rezeptor antagonisiert wurde oder durch Knockout nicht funktionsfähig war. Eine Antagonisierung oder ein Knockout des jeweils anderen Rezeptors führte ebenso zur Aufhebung des Effektes. So bewirkte eine Antagonisierung bzw. ein Knockout des AT2R einen signifikanten Wirkungsverlust des MasR-Agonisten Angiotensin-(1-7). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit legen nahe, dass in primären, murinen Astrozyten eine funktionelle Interaktion der beiden Rezeptoren existiert. Dies wird zusätzlich durch neueste Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe unterstützt, wonach mittels Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) eine Dimerisierung zwischen beiden Rezeptoren nachgewiesen wurde. Funktionelle Interaktionen von Sieben-Transmembrandomänen-Rezeptoren können von essentieller Bedeutung sein für das Verständnis von Rezeptorwirkungen sowie die Pathogenese von Erkrankungen. Sie zeigen Ursachen von Arzneimittelwechselwirkungen auf und können als neue Ansatzpunkte zur Medikamentenentwicklung dienen.

Background: The receptor Mas (MasR) and the AT2-receptor (AT2R) are seven transmembrane domain receptors within the renin-angiotensin system. Both receptors mediate vasodilatative and anti-inflammatory effects in a very similar way. Various studies report that effects of MasR agonists can be abolished by AT2R blockers. The cause of this phenomenon is still unknown. The aim of our study was to investigate putative interactions between MasR and AT2R. Design and Methods: Astrocytes were isolated from neonatal wild type, AT2R-/- or MasR-/- mice and stimulated with the MasR agonist angiotensin-(1-7), the AT2R agonist Compound 21 or vehicle. Additionally, prestimulation with the AT2R blocker PD123319 or the MasR blocker A-779 was tested. CX3CR1 mRNA expression was used as a readout for receptor activation and measured by real-time PCR. Results: Stimulation of either the AT2R by Compound 21 or the MasR by angiotensin-(1-7) significantly upregulated mRNA encoding the chemokine receptor CX3CR1. The effects of angiotensin-(1-7) or Compound 21 were completely absent when their respective receptor was either pharmacologically blocked or knocked out. Surprisingly, the effects of angiotensin-(1-7) and Compound 21 were also eliminated when the respective other receptor (e.g., AT2R in case of angiotensin-(1-7)) was blocked or nonfunctional. Conclusion: Our results suggest that there is a close functional interaction between MasR and AT2R in primary mouse astrocytes. These results are supported by recent data from our group showing AT2R/MasR heterodimerization by Förster resonance energy transfer (FRET). Functional interactions of seven transmembrane domain receptors are pivotal for the understanding of receptor functioning and the pathogenesis of various diseases. They may give an explanation for drug interactions and provide new targets for drug development.