GPR91 und GPR99: Expression und Lokalisation der Rezeptoren für Succinat und α-Ketoglutarat in Organen der Maus

GPR91 und GPR99, mit ihren Liganden Succinat und α-Ketoglutarat, gehören zu der großen Gruppe der G-Protein gekoppelten Rezeptoren. Diese spielen eine zentrale Rolle bei einer Vielzahl von physiologischen und pathologischen Prozessen. Über G-Protein gekoppelte Rezeptoren wirken etwa 60% aller zurzeit verwendeten verschreibungspflichtigen Medikamente. Bisher finden sich sehr wenige Informationen in der Literatur über die Lokalisation von GPR91 und GPR99 in verschiedenen Organsystemen. Ziel dieser Arbeit war es, mehr über die Lokalisation und Expression in verschiedenen Organsystemen der Maus zu erfahren. Hierzu wurden immunhistochemische Untersuchungen sowie Western Blot Untersuchungen durchgeführt. Im Vorfeld zu dieser Arbeit wurden bereits RT PCR Untersuchungen durchgeführt (Diehl et al. 2016). Zur Überprüfung der Spezifität wurde eine Präabsorption mit dem für die Immunisierung der Kaninchen verwendeten Peptid durchgeführt.
Es wurde eine sehr weite Verbreitung von GPR91 über verschiedene Organsysteme hinweg beobachtet. Für die meisten Organe wurde eine Korrelation zwischen der Intensität des RT PCR-Signals und GPR91-Proteinmenge festgestellt. Ausnahmen stellten Herz, Aorta und Nervus ischiadicus dar. Hier konnte zwar mRNA aber kein GPR91-Protein nachgewiesen werden. Für Uterus und Bläschendrüse konnte GPR91-Protein, aber keine mRNA detektiert werden (Diehl et al. 2016).
In der IHC mit dem gegen GPR91 gerichteten Antikörper stellten sich die granulierten Zellen der afferenten Arteriole der Niere als GPR91 positiver Zelltyp dar. In dieser Arbeit wurde erstmalig die Lokalisation von GPR91 in der Nebenniere beschrieben. Das Vorkommen von GPR91 beschränkte sich auf die Zona fasciculata sowie die Zona reticularis. Im Verdauungstrakt war der Rezeptor weit verbreitet: Bei den Speicheldrüsen Glandula submandibularis und sublingualis war der Rezeptor sowohl in den Azini als auch in den Ausführungsgängen lokalisiert. Im Magen konnten erstmalig die Hauptzellen als GPR91-positiver Zelltyp beschrieben werden. Plexus submucosus und Plexus myentericus zeigten ebenfalls GPR91-Immunreaktivität. Das Darmepithel sowie viele der untersuchten Epithelien exprimierten GPR91. Die Paneth Zellen an der Kryptenbasis des Dünndarms zeigten keine GPR91-Expression. Innerhalb der Leber zeigten die Hepatozyten und ein weiterer nicht näher differenzierter Zelltyp GPR91-Immunreaktivität. Auch in der Milz wurden GPR91 exprimierende Zellen gefunden.
Das Vorkommen von GPR91 in den granulierten Zellen der Niere weist auf eine Beteiligung bei der Blutdruckregulation hin. Die Lokalisation in Leber sowie Fettgewebe untermauert die Rolle von GPR91 im Fettstoffwechsel. Das häufige Vorkommen von GPR91 lässt eine bedeutende Rolle dieses Rezeptors in verschiedenen Organsystemen vermuten.
Der weniger weit verbreitete GPR99 wurde im Verbindungstubulus und in den Sammelrohren der Niere lokalisiert. Die gleichzeitige Expression von GPR99 und der B1-Untereinheit der V-ATPase konnte in der Niere den Schaltzellen und im Nebenhoden den „narrow cells“ zugeordnet werden. Es konnten zwei verschiedene Markierungsmuster der Schaltzellen beobachtet werden. Bei den Schaltzellen mit Zytoplasmamarkierung handelte es sich wahrscheinlich um die Typ B Schaltzellen. Bei den rein apikal markierten Zellen handelte es sich wahrscheinlich um die weder dem Typ A, noch dem Typ B zuzuordnenden Schaltzellen. Im gesamten Magen-Darmtrakt konnte GPR99 im Plexus submucosus und im Plexus myentericus lokalisiert werden. Innerhalb der Glandula submandibularis wurde das Gangsystem markiert.
GPR99 könnte an der pH-Regulation in der Niere und im Nebenhoden beteiligt sein. Diese Aufgabe könnte GPR99 auch in den großen Speicheldrüsen erfüllen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass die ehemals als "orphan receptors" bezeichneten Rezeptoren eine sehr weite Verbreitung aufweisen.