Role of Niemann Pick C2 protein and membrane contact sites in cholesterol export from endo-lysosomes

Bidragets oversatte titel: Funktion af Niemann Pick type C2 protein og membran kontakt steder i kolesterol eksport fra endo-lysosomer     

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

12 Downloads (Pure)

Abstrakt

Kolesterol regulerer flere biofysiske egenskaber af pattedyr cellemembraner, herunder barrierefunktionen. Kolesterolindholdet varierer meget fra organel til organel, og korrekt kolesterol transport er essentiel for homøostases og et godt helbred. Celler kan optage kolesterol fra blodbanen, via receptor medieret optag af lav-densitet lipoproteiner (LDL). Både LDL og dets receptor bliver internaliseret, men vil separeres i det lave pH miljø i endosomer. LDL vil med tiden ende i sene endosomer/lysosomer (SE/LYS), hvor det vil blive nedbrudt, og kolesterol estere vil blive hydrolyseret af lipaser, til fri kolesterol. Ved hjælp af de to lysosomale proteiner Niemann Pick type C1 og C2 (NPC1, NPC2) kan fri kolesterol forlade SE/LYS og komme til andre cellulære organeller. Hvordan og via hvilke intracellulære ruter kolesterol når til andre cellulære organeller, er dog ikke fuldt forstået endnu. Manglende funktionel NPC1 eller NPC2 giver ophav til den neurodegenerative Niemann Pick type C sygdom, hvor kolesterol og andre typer af lipider akkumulerer i SE/LYS. Uafhængigt af hvilket NPC protein der er dysfunktionelt, lader den kliniske fænotype til at være den samme. Dog varierer det mitokondrielle kolesterolindhold, alt efter hvilket protein der er defekt. På trods af det lave kolesterolindhold i mitokondrier, er kolesterol meget vigtigt for membran vedligeholdelsen, samt for produktionen af oxysteroler og steroid hormoner. Mitokondrier kan modtage kolesterol fra flere forskellige organeller, inklusiv SE/LYS via en proces som afhænger af NPC2. Sådan en overførelse, kunne finde sted over membran kontakt steder (MKS).

Denne afhandling præsenterer ny indsigt i NPC2s rolle i transport af kolesterol, samt flere ny udviklede og anvendte værktøjer. I publikation I har vi brugt en kombination af avanceret mikroskopi og kvantitativ analyse til at undersøge NPC2’s rolle i sterol effluks fra SE/LYS. Vi har vist at NPC2 accelerer sterol udstrømningen fra SE/LYS, i en proces som var akkompagneret med omfordelingen af SE/LYS til cellens periferi. Fra perifere SE/LYS kunne sterol nå plasmamembranen, hvorfra det kunne blive frigivet via extracellulære vesikler. Ultrastrukturen af sådanne extracellulære vesikler var undersøgt med blød røntgen tomografi under kryo-temperatur, en teknik vi også brugte i publikation II. Her afslørede den at mitokondrier er i tæt kontakt med endosome-lignende organeller. For videre undersøgelse af sådanne interaktioner, udviklede vi en kvantitativt billede-baseret strategi, som viste at ca. 30 % af NPC2 indeholdende SE/LYS danner kontakt med mitokondrier i primære fibroblaster. Ved at analysere bevægelsen af disse interaktioner, fandt vi at sådanne MKS kunne være enten transiente eller længerevarende, hvoraf den sidstnævnte kunne udgøre steder for sterol overføresel mellem organellerne. Endelig, i kapitel 3 viser vi upublicerede resultater af fluorescerende sterolprober inkorporeret i LDL, der kan optages af celler. Disse har stort potentiale for at blive værdifulde værktøjer i mikroskopi af intracellulær kolesterol transport og frigivelse.
Bidragets oversatte titelFunktion af Niemann Pick type C2 protein og membran kontakt steder i kolesterol eksport fra endo-lysosomer     
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Wüstner, Daniel, Hovedvejleder
Dato for forsvar31. aug. 2021
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 11. apr. 2022

Note vedr. afhandling

Den fulde afhandling kan læses på SDUs bibliotek.

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Funktion af Niemann Pick type C2 protein og membran kontakt steder i kolesterol eksport fra endo-lysosomer     '. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater