A novel role of B-RAF in the regulation of ion channels and transporters

Abstract

Die Serin-/Threoninkinase B-RAF ist eine wichtige Komponente des RAS/RAF/MEK/ERK-Signalleitungspfades, der die zellulare Proliferation, das Überleben und die Differenzierung von Zellen kontrolliert. Dieser Signalpfad spielt eine zentrale Rolle in der Signaltransduktion von Wachstumsfaktoren. Eine gestörte Regulierung der Kaskade trägt zur Bildung von Krebs und anderen Krankheiten des Menschen bei. Die Hinweise mehren sich, dass die Wachstumsfaktoren und deren Signalpfade eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Ionenkanälen spielen. Der menschliche ether-a-go-go (hERG) Kanal ist an der Erregungsrückbildung von Aktionspotentialen des menschlichen Herzens beteiligt. Darüber hinaus kann hERG als einer der wichtigsten Ionenkanäle angesehen werden, die in der Regulation von neoplastischem Wachstums beteiligt sind. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob B-RAF die Expression und die Aktivität des hERG-Kanals beeinflusst. Die vorliegenden Daten zeigen, dass sich die Aktivität des hERG-Kanals und dessen Proteinmenge in der Zellmembran durch Koexpression von Wildtyp-B-RAF signifikant gesteigert werden. Umgekehrt reduziert die Behandlung mit dem B-RAF Inhibitor PLX-4720 den hERG-mediierten Strom und die hERG Expression an der Zelloberfläche signifikant in Xenopus Oozyten sowie in Rhabdomyosarcoma RD Zellen. Auch der Natrium-gekoppelte Glukosetransporter SGLT1 ist für das Tumor-wachstum wesentich. Er kann Glukose gegen einen chemischen Glukosegradienten zellulär aufnehmen. Da Tumorzellen hauptsächlich Glukose als Energielieferant verwenden, hängt deren Überleben wesentlich von deren Fähigkeit ab Glukose aus dem extrazellulären Raum aufzunehmen. Mehrere Studien weisen auf eine Rolle von SGLT1 bei bösartiger Tumoren hin. Dennoch blieben die Mechanismen der Funktion und der Proteinexpression von SGLT1 in Tumorzellen nur unzureichend verstanden. Die vorliegende Arbeit zeigt dass die Koexpression von B-RAF sowohl die SGLT1-Aktivität als auch die Proteinmenge in der Zellmembran von Xenopus Oozyten erhöht. Des Weiteren untersucht die vorliegende Arbeit, ob B-RAF die natriumabhängigen Phosphattransporter NaPi-IIa und NaPi-IIb beeinflusst. NaPi-IIa ist für mehr als 90% der Reabsorption von Phosphat im proximalen Tubulus des Nephrons verantwortlich. Die Menge des Transportproteins wird durch verschiedene Faktoren, wie diätisches Phosphat, das Parathormon, den insulinähnlichen Wachstumsfaktor IGF1 sowie Insulin, beeinflusst. Auf der anderen Seite trägt B-RAF zur Signalübertragung des insulinähnlichen Wachstumsfaktors IGF1 bei. NaPi-IIb bewerkstelligt den Phosphattransport im Darm. Seine veränderte Expression wurde bei verschiedenen Krebsarten gefunden. Die vorliegende Arbeit zeigt dass die Koexpression von B-RAF die phosphatinduzierten Ströme in NaPi-IIa und NaPi-IIb exprimiert in Xenopus Oozyten erhöht. Darüber hinaus erhöht B-RAF die Menge an NaPi-IIa in der Zellmembran von Xe-nopus Oozyten. Zusätzlich reduziert die Behandlung von HEK293 Zellen mit dem B-RAF-Inhibitor PLX-4720 die Menge von NaPi-IIa Proteinen signifikant. Zusammenfassend ist B-RAF ein neuer Regulator des hERG-Kanals, des SGLT1-Transporters und der natriumabhängigen Phosphattransporter NaPi-IIa und NaPi-IIb und trägt möglicherweise zur Pathophysiologie von Tumorerkrankung und gestörtem Phosphatstoffwechel bei.