dc.contributor.author
Khajavi, Noushafarin
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:20:01Z
dc.date.available
2015-08-18T10:09:18.498Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13251
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17449
dc.description.abstract
Corneal transparency maintenance is essential for normal vision. In dry eye
disease (DED), which afflicts increasing number of individuals, patients
experience discomfort due to ocular surface pain and inflammation.
Hyperosmolarity of the tear film is one crucial pathogenic factor in the
development of ocular surface inflammation in DES. Osmoprotective agents or
modulation of putative osmosensitive receptors may help to prevent a
hyperosmolar tear film from damaging the ocular surface. Promising receptor
targets whose selective modulation may reduce inflammation and pain are
transient receptor potential channels (TRPs) such as TRP vanilloid 1 (TRPV1;
capsaicin receptor) and TRP melastatin 8 (TRPM8; menthol receptor). TRPs are
non-selective cation channels and play a substantial role in Ca2+ regulation.
This PhD thesis was undertaken to investigate functional TRPM8 and TRPV1
expression in human conjunctival epithelial cells (HCjEC) and ocular tumor
cells such as uveal melanoma (UM). The specific aims are: 1) characterization
of the osmoprotective agents through compatible solutes such as L-carnitine on
Ca2+ regulation in HCjEC since previous data indicated a link to TRPs. 2)
Similar investigations should be carried out using the thyroxine metabolites,
so-called thyronamine (3-T1AM). As a result, gene/protein and functional
expression of TRPV1/TRPM8 could be detected in HCjEC and uveal melanoma cells.
The functional expression of TRPM8 and TRPV1 was demonstrated by using the
super cooling agent icilin (20 µM) and specific agonist capsaicin (CAP) (20
µM), respectively. During exposure to L-carnitine (1 mM), TRPV1 activation by
hyperosmotic challenge (450 mOsM) or CAP suppressed Ca2+ influx and whole-cell
currents in HCjEC. Furthermore, TRPV1 mediated shrinkage induced by exposure
to a hyperosmotic challenge was blocked during L-carnitine exposure. In
another set of experiments, extracellular application of 3-T1AM (1 µM) led to
an increase of intracellular Ca2+ in HCjEC which could be blocked by TRPM8
antagonist indicating TRPM8 activation by 3-T1AM. Interestingly, the increases
in TRPV1 functional activity induced by CAP were markedly blunted by pre-
stimulating TRPM8 with 3-T1AM. Furthermore, an endpoint of such signaling
activation induced by CAP, namely, an approximate 2-fold increase in
interleukin-6 (IL-6) release was clearly attenuated during exposure to 3-T1AM.
Therefore, inhibition of TRPV1 activity by possible endogenous modulators such
as 3-T1AM may suppress inflammation in DES as well as in UM. Taken together,
TRPM8, TRPV1 as well as 3-T1AM are interesting targets for the development of
(adjuvant) therapies for DED and tumor diseases since (neoplastic) properties
of (tumor) cells are determined by Ca2+-dependent cellular mechanisms, which
are regulated by TRPs.
de
dc.description.abstract
Die Erhaltung der Hornhauttransparenz ist essenziell für den Sehvorgang. Beim
„Trockenen Auge“, mit wachsender Prävalenz, haben die Patienten Beschwerden,
die auf Schmerzen und Entzündung am Auge zurückzuführen sind. Angesichts
limitierter Therapieoptionen, die in der Regel nicht die Ursachen beheben,
sind besondere Maßnahmen erforderlich um Rezeptoren zu identifizieren, welche
die Symptome hervorrufen. Vielversprechende Rezeptoren sind transient Rezeptor
Potenzial Kanäle wie beispielsweise TRP Vanilloid 1 Rezeptor (TRPV1;
Capsaicinrezeptor) und TRP Melastatin 8 Rezeptor (TRPM8; Mentholrezeptor),
dessen Modulation Entzündung und Schmerz reduzieren können. TRP-Kanäle sind
nicht-selektive Kationenkanäle und spielen eine substantielle Rolle bei der
Calciumregulation. In dieser Doktorarbeit soll die funktionelle Expression von
TRPM8 und TRPV1 sowohl in humanen Konjunktiva Epithelzellen (HCjEC) als auch
in Augentumorzellen wie uvealen Melanomzellen untersucht werden. Die
speziellen Ziele dieses Projekts sind: 1) Charakterisierung des Effekts von
Osmoprotektiva mit kompatiblen Soluten wie L-Carnitin auf die
Calciumregulation in HCjEC da Voruntersuchungen eine Verbindung zu den TRP-
Kanälen hinweisen. 2) Ähnliche Untersuchungen sollen unter Verwendungvon
Schilddrüsenhormonmetaboliten wie den sogenannten Thryronaminen (T1AM)
durchgeführt werden. Daraufhin konnte die Gen-, Protein- und funktionelle
Expression von TRPV1 und TRPM8 in HCjEC und uvealen Melanomzellen nachgewiesen
werden. Die funktionelle TRPM8 Expression konnte speziell mit dem
pharmakologisch künstlich kühlenden Icilin (20 µM) und dem TRPM8-Blocker BCTC
(10 µM) gezeigt werden. Bezüglich des Nachweises der funktionellen TRPV1
Expression wurde Capsaicin (CAP; 20 µM) verwendet. Die Vorbehandlung der
Zellen mit L-Carnitin (1 mM) unterdrückte die über hypertonen Stress (450
mOsM) oder über CAP (20 µM) ausgelöste TRPV1 Aktivität. Außerdem blockte die
Behandlung mit L-Carnitin die TRPV1-vemittelte Senkung des relativen
Zellvolumens nach hyperosmolaren Stress. In einer weiteren Versuchsserie
führte die extrazellulare Applikation von 1 µM T1AM zu einer Erhöhung des
intrazellulären Calciums in HCjEC, die durch BCTC geblockt werden konnte. Dies
weist auf eine TRPM8 Aktivierung über T1AM hin. Interessanterweise konnten die
durch CAP aktivierten TRPV1-Kanäle über eine Vorbehandlung der Zellen über
T1AM-induzierte TRPM8 Aktivierung unterdrückt werden. Außerdem konnte die
TRPV1-induzierte Interleukin-6 (IL-6) Freisetzung durch T1AM deutllich
abgeschwächt werden. Die Unterdrückung der TRPV1 Aktivität über mögliche
endogene Modulatoren wie T1AM könnten Entzündungsprozesse beim Trockenen Auge
unterdrücken als auch das Wachstum von Tumorzellen wie den UM-Zellen
inhibieren. TRPM8, TRPV1 sowie 3-T1AM sind interessante Targets für die
Entwicklung von (begleitenden) Therapien des Trockenen Auges und auch
Tumorerkrankungen da zell- und tumorbiologische Eigenschaften durch Kalzium-
abhängige Regulationsmechanismen geprägt sind, die von TRP-Kanäle reguliert
werden.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
transient receptor potential channels
dc.subject
human conjunctival epithelial cells
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::610 Medizin und Gesundheit
dc.title
Analysis of expression and function of thermo-sensitive transient receptor
potential channels in cultivated human conjunctival epithelial and human uveal
melanoma cells
dc.contributor.contact
noushafarin.khajavi@charite.de
dc.contributor.firstReferee
N.N.
dc.contributor.furtherReferee
N.N.
dc.date.accepted
2015-09-04
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000099811-4
dc.title.translated
Expressionsanalysen und Funktion von temperatur-sensitiven Transient Rezeptor
Potenzial Kanälen in kultivierten humanen konjunktivalen Epithel- und humanen
uvealen Melanomzellen
de
refubium.affiliation
Charité - Universitätsmedizin Berlin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000099811
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000017476
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access