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Phosphatidylserin -Exposition an der Membran roter Blutzellen als Apoptose -Marker und Aggregationsparameter. Master-Seminar Benjamin Hanf 13.06.2012. Grundlagen: PS. PS: Phosphatidylserin. Vorlesung I. Bernhardt Biophysik Lipid-Übersicht.
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Phosphatidylserin-Exposition an der Membran roter Blutzellen als Apoptose-Marker und Aggregationsparameter Master-Seminar Benjamin Hanf 13.06.2012
Grundlagen: PS PS: Phosphatidylserin Vorlesung I. Bernhardt Biophysik Lipid-Übersicht
Grundlagen: Aufrechterhaltung der Asymmetrischen Lipid-Verteilung im Bilayer 10x 1x Modell Bilayer (Modifiziert nach Zwaal et al., 2005)
Aussortieren alter Blutzellen in der Milz (Hämoglobin) Retikulozyt (RNA / DNA Reste) Phagozytose Max. 120 Tage 4 Lebenszyklus RBCs (Modifiziert nach Silbernagel und Despoupolos et al., 2004)
PS: Bedeutung bei Thrombusbildung Thrombusbildung altes Modell (modifiziert nach http://www.highimpact.com/animations/medical-animations/MED01296/ )
Thrombusbildung neues Modell Thrombusbildung (Modifiziert nach B. Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
PS-Exposition mit LPA, A23187 und PMA PS-Exposition von RBCs mit LPA, A23187 und PMA (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Modell PMA: Einfluss von Ca2+ auf die PS-Exposition PS-Exposition von RBCs mit PMA +/- Ca2+ (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Einfluss von PKC auf die PS-Exposition Inhibierung der PKC und Einfluss auf die PS-Exposition von RBCs (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 LPA Ca2+ PKC Scramblase PS PS induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Einfluss von Gardos-Kanal auf die PS-Exposition Links: ImmitierterGardos-Kanal mittels Valinomycin (Ionophor, K+-Transport) Rechts: Blockierung des Gardos-Kanals (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition A23187 A23187 Ca2+ Ca2+ PKC Scramblase PS PS induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Einfluss von Gardos-Kanal auf die PS-Exposition Stimulierung der RBC mit A23187 und Inhibierung des Gardos-Kanals mit Charybdoxin (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ mOsm Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert H2O, K+, Cl- Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Einfluss von osmotischen Druck auf die PS-Exposition Schwarz: Ohne Ca2+ Weiß: Mit Ca2+ Einfluss von osmotischen Druck auf die PS-Exposition (Bach Nguyen 2010)
Einfluss von osmotischen Druck auf die PS-Exposition Schwarz: Ohne Ca2+ Weiß: Mit Ca2+ Einfluss von osmotischen Druck auf die PS-Exposition (Bach Nguyen 2010)
Einfluss von Vorhandensein von ATP auf die PS-Exposition Einfluss von ATP auf die PS-Exposition (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ mOsm Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert Flippase H2O, K+, Cl- X*ATP PS PS Ca2+ Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ mOsm Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert Caspasen Flippase H2O, K+, Cl- Oxidativer Stress X*ATP PS PS Ca2+ Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Einfluss von Caspasen und oxidativem Stress auf die PS-Exposition Aktivierung der Caspasen durch ZnCl2, Oxidativer Stress durch tert-Butyl-Perhydroxid (Bach Nguyen 2010)
Entwicklung des Modells der PS-Exposition Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ A23187 PGE2, LPA Ca2+ mOsm Ca2+ PKC aktiviert Scramblase PS PS PMA induziert Caspasen Flippase H2O, K+, Cl- Oxidativer Stress X*ATP PS PS Ca2+ Gardos-Kanal H2O, K+, Cl- Signalkaskade von RBCs (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Relevanz von intrazellulärem Ca2+ auf die PS-Exposition Weiß: Fluo-4 (Ca2+) + Annexin V (PS) Gelb: Nur Fluo-4 (Bach Nguyen 2010) Beispiel einer Zelladhäsion bei RBCs induziert durch LPA (Steffen 2011)
Adhärentes Verhalten von RBCs mit A23187, LPA und PMA PS---Ca2+---PS Rezeptor CD36 Adhäsion von RBCs durch Phosphatidylserin (Bach Nguyen 2010, YamajaSetti et al., 2002)
Adhäsion von RBCs mit Ca2+ und Rezeptor CD36 Ca2+ CD36 FACS-Messung von Adhäsion von RBCs mit Ca2+ und Rezeptor CD36, mitte: Negativkontrolle (YamajaSetti et al., 2002)
Modell zur Adhäsion von RBCs mit Ca2+ und Rezeptor CD36 Adhäsion von RBCs mit Ca2+ und Rezeptor CD36, blaue Punkte: PS, rosa Y: CD36 (Bach Nguyen 2010)
Bsp. An Krankheiten: Fehler in PS-Exposition • - Scott-Syndrom (Bluterkrankheit) • Antiphospholipid-Syndrom (erhöhtes Risiko zu Thrombosen) • Sichelzellanämie (erhöhte PS-Exposition Risiko zu Thrombosen) • Nierensteine (Bindung von Ca2+ auf Nierenzellen) • - Malaria (erhöhter oxidativer Stress sowie Ca2+ -Aufnahme Risiko zu Thrombosen)
Scott-Syndrom (Bluterkrankheit) PGE2, LPA PS PS PS PS Scramblase PS PS PS PS RBC (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Antiphospholipid-Syndrom (erhöhtes Risiko für Thrombose) PS PS PS PS PS mit Phospholipid - assoziiertes Protein Antiphospholipid 33 RBC (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Sichelzellanämie (erhöhtes Risiko für Thrombose) Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ Ca2+ Ca2+ Scramblase PS PS Ca2+ Translocase PS PS RBC (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Nierensteine Oxalat-Kristall PS PS PS PS Nierenzelle (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Malaria (erhöhtes Risiko für Thrombose) Kationen-Kanal (2-wertige Kationen; Ca2+) Ca2+ Scramblase PS PS PS PS Oxidativer Stress RBC (Modifiziert nach Kaestner et al., 2004)
Zusammenfassung • Modell der PS-Exposition von RBCs • Signalmolekülen (Gardos-Kanal, Ca2+) • oxidativer Stress • osmotischer Druck • Einfluss von Caspasen • Modell zur Adhäsion von PS • PS---Ca2+---PS • Rezeptor CD36 • Krankheiten bei fehlerhafter PS-Exposition • 5 Beispiele
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