2000. október 27. – A kutatók gerincesekben azonosítottak egy fehérjét, amely kimutatja a sejt teljes sókoncentrációját, és úgy tűnik, szerepet játszik a só és a víz egyensúlyának szabályozásában. A felfedezés a vesebetegségek, a magas vérnyomás és a fülbetegségek jobb kezelését eredményezheti.
A Cell 2000. október 27-i számában megjelent cikkben egy kutatócsoport, amelyben a Howard Hughes Medical Institute kutatói, A. James Hudspeth és Jeffrey M. Friedman, a Rockefeller Egyetemen dolgoztak, egy új gén, a vanilloid receptor azonosításáról számolt be. rokon ozmotikusan aktivált csatorna (VR-OAC) patkányok, egerek, csirkék és emberek sejtjeiben.A gén az agyban, a vesében és a belső fül sejtjeiben található ioncsatorna-receptor fehérjét termel.
A kutatók kísérletei azt mutatják, hogy a receptor a sejtmembránban található, és képes érzékelni az ozmotikus nyomás felhalmozódását a sejten kívüli csökkent sókoncentráció következtében. Ahogy a membrán megnyúlik, a VR-OAC receptor megnyílik, hogy lehetővé tegye a kalcium beáramlását a sejtbe. Ez a kalcium beáramlás viszont kulcsfontosságú intracelluláris reakciókat vált ki, amelyek adaptív változásokhoz vezetnek.
"Az ozmotikus nyomás az egyik legagresszívebben megvédett alapérték a gerinces állatoknál" - mondta Friedman. "Ahhoz, hogy a sejtek megtartsák megfelelő méretüket és alakjukat, a sejten kívüli sókoncentrációnak meg kell egyeznie a sejten belüli koncentrációval, különben drámai, esetleg életveszélyes változások következnek be a sejtműködésben.
"Ozmotikus receptorokat találtak baktériumokban és más alacsonyabb rendű élőlényekben genetikai módszerekkel, de rendkívül nehéz volt megtalálni őket magasabb rendű állatokban, ahol sokkal több gént kell szétválogatni" - mondta Friedman.
A VR-OAC felfedezésével végződő nyomvonal valójában a hőmérséklet-érzékelő receptorok felkutatásával kezdődött, amelyet a cikk vezető szerzője, Wolfgang Liedtke, Friedman laboratóriumának posztdoktori munkatársa végzett. Liedtke olyan fehérjéket keresett, amelyek érzékelik és reagálnak a hőmérséklet változásaira Friedman laboratóriumának a súlyszabályozás és az energiaegyensúly megértésére irányuló erőfeszítéseinek részeként. "Azzal kezdtem, hogy megvizsgáltam a jelölt géneket, amelyek közül az egyik VR1-et termel, egy olyan receptort, amely reagál a fájdalmas hőre, valamint a kapszaicinre, a csípős chili paprika csípős összetevőjére" - mondta Liedtke.
Liedtke kísérletei további gének izolálására a vanilloid receptor családból azonban az egér agy hipotalamusz sejtjeinek génkönyvtáraihoz vezették (mivel ezek a sejtek köztudottan tartalmaznak hőmérsékletszabályozásban szerepet játszó géneket) és patkányvesesejteket. Ezekből a génkönyvtárakból Liedtke egy új gént fedezett fel egy fehérje számára, amelyet később VR-OAC-nak neveztek el, a vanilloid receptorhoz kapcsolódó ozmotikusan aktivált ioncsatorna számára.
Bár a VR-OAC-t a hipotalamuszban találták meg, a hőmérséklet-szabályozó régióban nem volt aktív. A sóháztartást szabályozó régióban volt aktív. Liedtke ezután együttműködött Stefan Heller posztdoktori munkatárssal Hudspeth laboratóriumában, aki izolálta a VR-OAC-ot egy csirke génkönyvtárból, hogy megmutassa, a VR-OAC a belső fül szőrsejtjeiben is jelen van. A VR-OAC segíthet a sókoncentráció szabályozásában, hogy „behangolja” ezeket a szőrsejteket, hogy reagáljanak a mechanikai ingerek spektrumára a hang észlelése során.
Ezek a megfigyelések azt sugallták, hogy a kutatók az ozmotikus szabályozásban szerepet játszó fehérjét találtak. A VR-OAC szerepének jobb megértése érdekében a tudósok a VR-OAC gént olyan sejtekbe illesztették be, amelyekből általában hiányzik a gén. A társszerző, Yong Choe Hudspeth laboratóriumában tesztelte ezeknek a sejteknek a reakcióképességét a sókoncentráció változásaira, és kiderült, hogy a genetikailag módosított sejtek nem voltak érzékenyek a hőmérsékletre, de kifejezetten érzékenyek a sóháztartás változásaira.
"Laboratóriumaink ezután elkezdték jellemezni annak a csatornának a tulajdonságait, amelyről ma már tudjuk, hogy egy ozmózissal zárt csatorna" - mondta Friedman. "Ezek a vizsgálatok kimutatták, hogy a csatorna valóban megnyílik a sókoncentráció csökkenése vagy az ozmolaritás hatására. Ez a nyílás egy kis mennyiségű kalciumot enged be, ami viszont kiváltja a kalcium felszabadulását a sejten belüli tárolóraktárból. az agy ozmotikus szabályozó központjaiban a hipotalamuszban található idegsejtekben történik, gyanítjuk, hogy ezek a receptorok működésbe lépnek, és számos olyan reakciót váltanak ki, amelyek hatással vannak a szomjúságérzetre, a sóbevitelre és a vesén keresztüli sókiválasztásra."
Friedman szerint a VR-OAC jelenléte a vesesejtekben nem meglepő, mivel a sókoncentráció érzékelése a vese fontos funkciója. Azt is elmondta, hogy a gén más folyadékokat körülvevő sejtekben is expresszálódik, például az agyban és a fülüregekben, amelyekben a sókoncentráció érzékelése döntő fontosságú. Ezenkívül a gén az érintésre érzékeny bőrsejtekben expresszálódik, ami arra utal, hogy a VR-OAC fehérje általában részt vehet a mechanikai érzékelésben, mondta Friedman.
"Úgy tűnik, hogy a VR-OAC reagál a csökkenő ozmolaritásra, de nem olyan jól a növekvő ozmolaritásra" - mondta. "Tehát, lehetnek más csatornák is, amelyek érzékelik a növekvő ozmolaritást." Bár a felfedezés orvosi vonatkozásai még nem tisztázottak, Friedman szerint "sok vérnyomáscsökkentő gyógyszer megváltoztatja a sóáramlást a vesén keresztül, így lehetséges, hogy ez az ioncsatorna olyan gyógyszerek célpontja lehet, amelyek befolyásolják a vese vízháztartását. Ilyen gyógyszereket lehet használni a magas vérnyomás kezelésére."
