Diabetologie und Stoffwechsel 2010; 5 - P86
DOI: 10.1055/s-0030-1253814

Verminderte Lipid-Absorption nach Deletion der GTPase ARFRP1 im Darm

A Jaschke 1, D Hesse 1, KJ Petzke 2, H Koepsell 3, HG Joost 1, A Schürmann 1
  • 1Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam Rehbrücke, Experimentelle Diabetologie, Nuthetal, Germany
  • 2Deutsches Institut für Ernährungsforschung Potsdam Rehbrücke, Analytik, Nuthetal, Germany
  • 3Universität Würzburg, Institut für Anatomie und Zellbiologie, Würzburg, Germany

Fragestellung: ADP-ribosylation factor related protein 1 (ARFRP1) ist eine monomere GTPase der ARF-Familie, die ubiquitär, mit höchsten Proteinmengen im Fettgewebe, der Leber, der Niere und im Darm, exprimiert wird. GTP-gebundenes ARFRP1 assoziiert mit Membranen des trans-Golgis und reguliert dort die ARL1-vermittelte Rekrutierung von GRIP-Domäne-Proteinen wie Golgin-245. Da die konventionelle Deletion von Arfrp1 in der Maus zu einer frühen embryonalen Lethalität führt, sollte die Rolle von ARFRP1 im Darm mittels eine Darm-spezifischen Arfrp1-Nullmutante zu untersucht werden.

Methodik: Unter Verwendung des Cre/loxP-Systems wurde eine Darm-spezifische Arfrp1-Nullmutante (Arfrp1vil-/- ) generiert. Hierzu wurden Arfrp1flox/flox Mäuse mit Mäusen verpaart, die die Cre-Rekombinase unter der Kontrollen eines Darm-spezifischen Promotors exprimieren (villin-Cre). Diese Mäuse wurden in Hinsicht auf Körpergewichtsentwicklung und Aufnahme von Nährstoffen durch das Darmepithel phänotypisch charakterisiert.

Ergebnisse: Arfrpvil-/- -Mäuse waren lebensfähig und bei der Geburt nicht von ihren Wurfgeschwistern zu unterscheiden, entwickelten jedoch eine frühe postnatale Wachstumsretardierung (Arfrp1vil-/- -Mäuse im Alter von 28 Tagen zeigten ein um 43,3±5% geringeres mittleres Körpergewicht im Vergleich zu Arfrp1flox/flox -Kontrollmäusen). Zudem konnten in den Arfrp1vil-/- -Mäusen signifikant reduzierte Blutglucosewerte sowie verminderte Konzentrationen von Triglyzeriden und freien Fettsäuren im Plasma nachgewiesen werden, was darauf hinweist, dass es sich bei der vorliegenden Wachstumsretardierung um das Ergebnis einer Malabsorption handelt. Ein oraler Glucosetoleranztest zeigte keine reduzierte Absorption von Glucose. Dementsprechend konnten für die Expression und Lokalisierung wichtiger Darm-spezifischer Glucosetransporter (SGLT-1 und GLUT2) keine Unterschiede zwischen Kontroll- und Arfrp1vil-/- -Mäusen gezeigt werden. Ebenso wurde die Konzentration freier Aminosäuren im Plasma durch die Deletion von Arfrp1 nicht beeinflusst. Im Gegensatz dazu zeigten Arfrp1vil-/- -Mäuse im oralen Fetttoleranztest eine gestörte Lipidaufnahme.

Für GRIP-Domäne-Proteine die C-terminal ARL1 binden, wurde eine weitere Interaktion mit 4 Mitgliedern der Rab-Familie nachgewiesen. Zwei dieser GTPasen (Rab2, Rab6) wiesen in Epithelzellen der Arfrp1vil-/- -Mäuse eine abnorme Verteilung und ein verändertes Laufverhalten nach gelelektrophoretischer Trennung auf.

Schlussfolgerungen: Die Wachstumsretardierung der Arfrpvil-/- -Mäuse ist das Ergebnis einer gestörten Fettsäureaufnahme im Darm. Wir vermuten, dass ARFRP1den Rab-vermittelten Vesikeltransport zwischen trans-Golgi und anderen Kompartimenten beeinflusst und dadurch an einer gestörten Prozessierung und/oder Verteilung von Lipidstoffwechsel-relevanten Proteinen der Darmepithelzelle beteiligt ist.