Differential signalling by the angiotensin II type 1 receptor

Afhandlingen er udført på Laboratoriet for Molekylær og Cellulær Kardiologi, Hjertecentret, Rigshospitalet.

Angiotensin II (AngII) type 1 (AT1 )-receptoren er en central regulator af blodtryk og væskebalance samt hjertets pumpeevne og remodellering, og er essentiel for hjerte-kar-systemets tilpasning under øget belastning, men er også kraftigt involveret i udviklingen af hjertesygdomme. AT1 -receptoren tilhører klassen af syv transmembrane (7TM) receptorer, og repræsenterer i litteraturen en prominent model for udviklingen af nye koncepter for 7TM-receptorers differentielle aktivering og alternative signaleringsmekanismer. AT1 -receptoren er i simple, overudtrykkende cellelinjer vist at kunne aktivere ekstracellulært signal-reguleret kinase 1 og 2 (ERK1/2) gennem to separate mekanismer, der afhænger af hhv. G-protein-aktivering og β -arrestin2-rekruttering. I hvilken grad de enkelte signalveje bidrager til AT1 -receptorens forskellige, gode og skadelige biologiske effekter, har indtil videre været ukendt. Denne ph.d.-afhandling fremsætter videnskabelig dokumentation for, at differentiel AT1 -receptor aktivering er mulig i receptorens native miljø, og at differentiel signalering har fundamental betydning for resulterende cellulære fænotyper.

For at adskille de to mekanismer for ERK1/2-aktivering i hjertemuskelceller (isoleret fra nyfødte rotter) og intakt hjertevæv (Langendorff-perfunderede hjerter), anvendte vi AngII og en modificeret analog, kaldet SII AngII, idet sidstnævnte har en velkendt evne til udelukkende at aktivere ERK1/2 via den β -arrestin2-afhængige mekanisme. Med disse systemer viser vi, at den β -arrestin-2-bundne del af ERK1/2 bliver tilbageholdt i cellens cytoplasma, mens Gq -komponenten kan flytte sig til cellekernen. Trods dette repræsenterer den cytoplasmatiske del af ERK1/2 et aktivt signal, der kan fosforylere p90 ribosomal S-6-kinase og afstedkomme proliferation af hjertemuskelceller. I overensstemmelse med sin manglende aktivitet i cellekernen, kan det β -arrestin2-bundne ERK1/2-signal ikke fosforylere transkriptionsfaktoren, Elk-1, inducere øget c-Fos -ekspression eller stimulere hjertemuskelceller til hypertrofisk vækst.

De præsenterede resultater påviser biologisk signifikans af differentiel signalering fra AT1 -receptoren. Muligheden for at kunne separere ønskværdig fornyelse af hjertemuskelceller (proliferation) fra skadelig hypertrofisk vækst - ved anvendelse af et stof, der binder overfladereceptorer - giver forhåbninger om, at udvikling af lægemidler, der angriber receptorers enkelte signalveje mere specifikt, er mulig og farmakologisk interessant.