dc.contributor.author
Göncz, Eva
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:10:29Z
dc.date.available
2013-06-05T10:16:31.514Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13039
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17237
dc.description.abstract
Einleitung: Orexine sind Neurohormone hypothalamischer Genese, die an der
Regulation der Nahrungsaufnahme und Energie-Homöostase des Organismus
beteiligt sind. Aus dem gemeinsamen Vorläufermolekül Preproorexin gespaltene
Liganden genannt Orexin-A und Orexin-B (OXA, OXB) zeigen eine hohe
Sequenzhomologie zwischen den Spezies und binden mit unterschiedlicher
Affinität an zwei G-Protein gekoppelte Orexin-Rezeptoren (OX1R und OX2R).
Sowohl Orexin-A als auch seine Rezeptoren werden in dem endokrinen Pankreas
exprimiert. Ergebnisse von Tierversuchen und Beobachtungen an Narkolepsie-
Patienten, weisen darauf hin, dass Orexin-A an der Regulation der
Glukosehomöostase beteiligt ist. Die Wirkung von Orexin-A auf die endokrine
Aktivität der pankreatischen B-Zellen wurde mittlerweile durch mehrere Studien
belegt. Allerdings sind die Effekte von Orexin-A auf die A-Zelle nicht
hinreichend bekannt. Ziel der Dissertation war daher die Untersuchung der
Effekte von Orexin-A auf die endokrine Funktion pankreatischer A-Zellen.
Methodik/Ergebnisse: Im dem Zusammenhang wurden die Expression von Orexin-
Rezeptor 1, die Regulation der Glukagon-Freisetzung sowie der Proglukagon-
Genexpression durch Orexin-A untersucht. Des Weiteren wurden die zugrunde
liegenden Signaltransduktionsmechanismen identifiziert. Orexin-Rezeptor 1
konnte sowohl auf isolierten pankreatischen Inseln, als auch auf einer
Glukagon-produzierenden monoklonalen InR1-G9-Zelllinie nachgewiesen werden.
Die Detektion von Orexin-Rezeptor 1 gelang auch in einer monoklonalen Insulin-
produzierenden INS-1 Zelllinie. Orexin-A hemmte die Glukagon-Freisetzung. Im
Gegensatz dazu, stimulierte Orexin-A die Insulin-Freisetzung. Diese Effekte
waren mit einer Änderung der intrazellulären Akkumulation von zyklischem
Adenosinmonophosphat (cAMP) und mit der Phosphorylierung des cAMP response
element-binding Protein (CREB)- in beiden Zelllinien verbunden. Orexin-A
hemmte die Expression von Proglukagon-mRNS und stimulierte die Expression von
Proinsulin-mRNS. Die Aktivierung der Phosphatidylinositol-3-Kinase (PI3K)
-Signaltransduktionskaskade ließ sich durch die gesteigerte Phosphorylierung
von Pyruvat-Dehydrogenase-Kinase-1 (PDK-1) -; Proteinkinase-B (AKT)- und
forkhead-box-O1 (FoxO1)–Proteinen nachweisen. Nach pharmakologischer Blockade
der Phosphatidylinositol-3-Kinase-Kaskade waren die inhibitorischen Effekte
von Orexin-A auf die Proglukagon mRNS-Expression nicht mehr detektierbar. Die
experimentelle Suppression der forkhead-box-O1 Protein-Produktion in InR1-G9
Zellen führte ebenfalls zur Aufhebung der Inhibition der Proglukagon-
Genexpression durch Orexin-A. Schlussfolgerung: Die vorliegenden Ergebnisse
liefern den Beweis dafür, dass Orexin-A mit den pankreatischen A-Zellen direkt
interagiert. Orexin-A hemmt die Glukagon-Neusynthese via zyklisches
Adenosinmonophosphat sowie Phosphatidylinositol-3-Kinase -abhängige
Mechanismen. Die Daten belegen, dass der Transkriptionsfaktor forkhead-box-O1
Protein eine Schlüsselrolle bei der Orexin-A-vermittelten Suppression der
Proglukagon-Genexpression spielt. Da eine Fehlregulation pankreatischer
A-Zellen zu einer Hyperglukagonämie und dadurch bedingten Verschlechterung der
Glukosetoleranz beim Diabetes mellitus Typ 2 führt, kann das Prinzip der
Suppression der endokrinen Aktivität pankreatischer A-Zellen durch Orexin-A
eine mögliche therapeutische Anwendung bei dieser Stoffwechselerkrankung
haben.
de
dc.description.abstract
Introduction: Orexins are hypothalamic neurohormones regulating feeding
behaviour, metabolic homeostasis and energy expenditure. Two isoforms of
orexins are known termed as orexin-A and –B, which show highly conserved amino
acid sequence homology between species. These peptides are derived from the
common precursor protein pre-proorexin. Orexins bind to two orphan G-protein
coupled receptors, termed orexin receptor 1 and 2. Both, orexin- A and orexin
receptor 1 are present in the endocrine pancreas. Results obtained from animal
experiments and clinical observations in narcoleptic patients suggest a role
of orexin-A in regulating glucose homeostasis. While the effects of orexin-A
on the endocrine activities of pancreatic B-cells have already been
demonstrated, the role of this peptide in regulating the functional activities
of pancreatic A-cells are not sufficiently known. Methods/Results: Aim of the
project was the characterisation of the expression of orexin receptor 1 in
pancreatic A-cells and regulation of glucagon secretion, as well as
proglucagon gene expression. In addition, crucial signal transduction pathways
participating in conferring the effects of orexin-A on pancreatic A-cell
functions were evaluated. Orexin receptor 1 was detected in pancreatic A- and
B-cells using isolated rat pancreatic islets as well as monoclonal cell lines:
glucagon secreting InR1-G9 cells, and insulin-producing INS-1 cells. Orexin-A
inhibited glucagon secretion from InR1-G9 cells while stimulating insulin
secretion from INS-1 cells. These affects were accompanied in both cell lines
by a rise of intracellular cyclic adenosinmonophosphat (cAMP) and increased
phosphorylation of cAMP response element-binding Protein (CREB). Orexin-A
suppressed proglucagon-mRNA expression, while stimulating that of proinsulin.
Orexin-A affected the activity of phosphatidylinositol-3-kinase, pyruvate
-dehydrogenase-kinase-1 as well as protein kinase-B. In addition orexin-A
contributed to the phosphorylation(inactivation) of forkhead-box-O1 proteins.
Pharmacological blockade of the phosphatidylinositol-3-kinase pathway
prevented orexin-A at inhibiting proglucagon-mRNA expression. Likewise,
experimental suppression of forkhead-box-O1-protein production in InR1-G9
cells prevented orexin-A at inhibiting proglucagon gene expression. Summary:
These results indicate that orexin-A directly influences pancreatic A-cell
activities. Orexin-A inhibits glucagon synthesis via cyclic adenosine
monophosphat and phosphatidylinositol-3-kinase-dependent pathways. In
addition, forkhead-box-O1-proteins play a significant role at conferring the
inhibitory effects of orexin-A on proglucagon gene expression. Dysfunction of
pancreatic A-cells strongly contributes to hyperglucagonemia with consecutive
worsening of hyperglycemia in type 2 diabetes. Suppressing endocrine activity
of the pancreatic A-cells by orexin-A can be a potential therapeutic principle
to restore normoglycemia in this metabolic disease.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Orexin-A (OXA)
dc.subject
Glucagon secretion
dc.subject
transcription factor FoxO1
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Effekte von Orexin-A auf die endokrine Funktion der pankreatischen A-Zelle
dc.contributor.contact
eva.goencz@charite.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2013-06-23
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000094225-4
dc.title.translated
Effects of orexin-A on the endocrine function of pancreatic A-cells
en
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000094225
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000013373
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access