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Zusammenfassung:
Um die funktionelle Rolle der TRPC6-Kanäle in der glatten Gefäßmuskulatur zu analysieren, wurde eine TRPC6-gendefiziente Mauslinie herangezogen. Die Ausschaltung des TRPC6-Gens verursachte in isolierten Gehirnarterien eine erhöhte Sensitivität gegenüber intravaskulären Drücken, was sich in einer bei niedrigeren Drücken einsetzenden myogenen Gefäßkonstriktion äußerte. Auf Einzellzellebene wiesen elektrophysiologische Ganzzelluntersuchungen an frisch isolierten glatten TRPC6-/--Muskelzellen aus Gehirnarterien signifikant höhere basale Ausgangsstromdichten auf. Ebenso konnten erhöhte DAG-Analoga induzierte Stromdichten im Vergleich zu Wildtypzellen beobachtet werden. Darüber hinaus war das Membranpotential in TRPC6-/--Zellen deutlich stärker depolarisiert, was eine erhöhte Erregbarkeit widerspiegelt. Der erhöhte Tonus der glatten Gefäßmuskulatur und die höheren Stromdichten einzelner Gefäßmuskelzellen von TRPC6-/--Mäusen konnten sich durch eine kompensatorische Genexpression von TRPC3 erklären lassen und bestätigten die distinktive Rolle der TRPC6-Kanalproteine in der Gefäßmuskulatur. Um die bisher unbekannten Mechanosensoren in der Signalkaskade der myogenen Gefäßkonstriktion zu identifizieren, wurden zunächst TRPC6-Kanäle hinsichtlich ihrer Mechanosensitivität untersucht. Osmotisch und Sog bedingte Membrandehnungen führten jedoch nicht zu instantanen TRPC6-Kanalaktivierungen, so dass der TRPC6 nicht als mechanosensitiver Kationenkanal gelten kann. Stattdessen konnten Gq/11-Protein-gekoppelte Rezeptoren als Mechanosensoren in glatten Gefäßmuskelzellen identifiziert werden. Diese Rezeptoren setzen die klassische Signaltransduktionskaskade in Gang, die zu einer PLC-abhängigen Aktivierung der DAG-sensitiven Kanalfamilie TRPC3, -6 und -7 führt. Diese Kanäle verursachen eine Membrandepolarisation und triggern damit die spannungsgesteuerten L-Typ Calciumkanäle (Cav). Die Erhöhung der Offenwahrscheinlichkeit der Cav-Kanäle bewirkt einen massiven Calciumeinstrom in die Zelle, wodurch die Kontraktionsmaschinerie der glatten Muskelzellen in Gang gesetzt wird und in einer myogenen Gefäßkonstriktion resultiert. Sowohl osmotisch bedingte, als auch Druck und Zug bedingte Membrandehnungen bewirkten agonistenunabhängige Rezeptoraktivierungen. Die ausgelöste Signalkaskade konnte auf den Ebenen der Phospholipasen C und der G-Proteine gehemmt werden. Darüber hinaus konnten selektive Antagonisten und inverse Agonisten die membrandehnungsinduzierten Effekte fast vollständig unterdrücken. Membrandehnungen verursachten aktive Rezeptorkonformationen, die in einer ähnlichen, konsekutiven Rezeptordesensitisierung durch β-Arrestin-Rekrutierung endeten wie nach Agonistenstimulationen. Heterologe Überexpressionen von Angiotensin II AT1-Rezeptoren (AT1Rs) in der nicht mechanosensitiven A7r5-Rattenaortenzelllinie verursachten eine deutliche Mechanosensitivität dieser Zellen, was darauf hindeutet, dass die Rezeptordichte für die Mechanosensorik eine entscheidende Rolle spielt. Isolierte glatte Muskelzellen aus Nierenarteriolen, die einen ausgeprägten myogenen Gefäßtonus aufweisen, besaßen eine ausreichend hohe endogene AT1-Rezeptordichte, denn osmotisch bedingte Membrandehnungen führten zu intrazellulären Calciumanstiegen, die durch den inversen Agonisten Losartan unterdrückbar waren. Ebenfalls konnte der myogene Gefäßtonus in isolierten Gehirnarterien von Ratten durch Losartan in Abwesenheit von endogen produziertem Angiotensin II deutlich vermindert werden. Abschließend lässt sich sagen, dass Gq/11-Protein-gekoppelte Rezeptoren in der Gefäßmuskulatur eine agonistenunabhängige Funktion als Mechanosensoren ausüben können.

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