Bax-Inhibitor-1-vermittelte Neuroprotektion

Abstract

BI-1 (Bax-Inhibitor-1) konnte in Hefen, Pflanzen und verschiedenen Säugetierzellen vorwiegend als anti-apoptotisches Protein charakterisiert werden.Um die Funktion von BI-1 in Neuronen zu untersuchen, wurde sowohl HA- als auch GFP-getaggtes BI-1 transient und stabil in CSM14.1- (nigro-striatale Rattenzelllinie) und SH-SY5Y-Zellen (humane Neuroblastomzelllinie) überexprimiert.Überraschenderweise zeigte sich nach Bax-induzierter Apoptose kein verbessertes Überleben von transient BI-1-exprimierenden Zellen. Im Gegensatz dazu konnte nach stabiler Überexpression von BI-1, wobei sich ein gleichmäßiges BI-1-Expressionsmuster zeigte, ein neuroprotektiver Effekt abhängig vom Zelltodstimulus belegt werden. BI-1 konnte in beiden neuronalen Zelllinien vor ER-Stress durch den Ca2+-ATPase-Inhibitor Thapsigargin schützen, während Mitochondrien-assoziierter Zelltod, ausgelöst durch den Kinaseinhibitor Staurosporin nicht inhibiert werden konnte. Außerdem zeigte sich im Rahmen eines Modells zur Induktion eines Ischämie-ähnlichen Zustands durch den Entzug von Sauerstoff und Glukose bzw. Serum ebenfalls ein neuroprotektiver Effekt von BI-1.Eine Betrachtung der subzellulären Lokalisation von BI-1 hat zusätzlich ergeben, dass BI-1 vorwiegend mit dem ER und dem perinukleären Randsaum, jedoch nicht mit den Mitochondrien assoziiert ist.Zusammenfassend zeigt sich, dass eine im ER lokalisierbare BI-1-Expression auf niedrigem Niveau neuroprotektiv gegenüber ER-assoziiertem Zelltod und Ischämie wirkt. BI-1 ist somit ein interessantes Kandidatengen für die Therapie von neurodegenerativen Erkrankungen und Schlaganfällen. In der Literatur finden sich Hinweise auf eine Beteiligung von BI-1 an Prozessen der Ca2+-Freisetzung aus dem ER. Weitere Studien mit dem Ziel, den Signaltransduktionsweg von BI-1 in Neuronen aufzudecken, der ursächlich für die beobachtete ER-assoziierte Neuroprotektivität ist, sind somit notwendig.