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Validierung magnesiumsensitiver Gene als Biomarker für den intrazellulären Magnesiumstatus von Diabetes-mellitus-Typ-II-Patienten (2013)

Art

Hochschulschrift

Autor

Kurth, Katharina (WE 2)

Quelle

Berlin: Mensch und Buch Verlag, 2013 — VI, 158 Seiten

ISBN: 978-3-86387-321-9

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/5254

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Institut für Veterinär-Physiologie

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Abstract / Zusammenfassung

In einem Zellkulturversuch wurde die Expression magnesiumsensitiver Gene in Abhängigkeit von der extrazellulären Mg-Konzentration untersucht. Unter hypomagnesiämischen Bedingungen exprimierten Zellen der Linien JVM-13 und Jurkat die Gene SLC41A1, CNNM2, TRPM7, NIPA1 und N33 besonders stark. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass durch die Bestimmung der Expressionsraten dieser Gene Rückschlüsse hinsichtlich des intrazellulären Magnesiumstatus gezogen werden können. Das Gen CNNM2 wurde als möglicher Biomarker für ein Screening von Patienten mit Diabetes mellitus Typ II getestet. Die Expressionswerte des Gens wurden mit den korrespondierenden [Mg]Plasma- und [Mg2+]intra-Konzentrationen der Leukozyten in Beziehung gesetzt. Obwohl die [Mg]Plasma- Konzentration bei 114 von 115 Patienten im Normbereich lag, wurde bei etwa ¼ aller Patienten eine [Mg2+]intra-Konzentration unter 0,55 mmol/l nachgewiesen. Ein intrazelluläres Magnesiumdefizits korrelierte mit einer erhöhten Expression des Gens CNNM2. Die Ergebnisse des Patientenscreenings belegen, dass ein Magnesiummangel des Körpers durch die relative Expression des Gens CNNM2 zuverlässiger als durch die [Mg]Plasma- Konzentration detektiert wird. Wurden mit der [Mg]Plasma-Messung 96 % der defizienten Patienten nicht erkannt, waren es bei der Expressionswert-Bestimmung nur 14 %. Als magnesiumdefizient gilt ein [Mg2+]intra-Wert von unter 0,55mmol. Die tägliche Mg-Supplementierung von 300 mg über einen Monat normalisierte sowohl die Expression des Gens CNNM2 als auch die [Mg2+]intra-Konzentration. Letztere stieg im Mittel von 0,43 mmol/l auf 0,61 mmol/l signifikant an, während der mittlere [Mg]Plasma–Wert weiterhin im Normbereich lag. Die Bestimmung der Expression des magnesiumsensitiven Gens CNNM2 erlaubt die Identifizierung von Patienten, die ein intrazelluläres Defizit aufweisen und auf eine gezielte Mg- Supplementierung ansprechen. Aufgrund dessen kommt das Gen CNNM2 als ein möglicher Biomarker bei der Bestimmung des Magnesiumstatus des Körpers, insbesondere bei Diabetes mellitus Typ II, in Frage. Im Hinblick auf umfangreichere, zukünftige nationale sowie internationale Studien auf diesem Gebiet wurde das gesamte Versuchssetup anhand der MIQE-Richtlinien optimiert. Unter Verwendung der Analysesoftware „geNorm“ wurden die optimalen Housekeeping Gene HKGs) für Genexpressionsanalysen in JVM-13- und Jurkat- Zellen sowie humanen Leukozyten bestimmt. Hierbei wurde für JVM-13-Zellen B2M und YWHAZ, für Jurkat-Zellen B2M und TUBA1B und für humane Leukozyten B2M und ACTB als die stabilsten HKGs ermittelt. Die Normalisierung mit TUBA1B im Vergleich zu B2M und ACTB zeigte keine oder nur sehr geringe Abweichungen der GED-Werte der 20 Proben. Das HKG TUBA1B ist in Jurkat-, JVM-13-Zellen und humanen Leukozyten ein stabil exprimiertes Gen. Den Berechnungen der Expressionsdaten der vorliegenden Arbeit liegt somit eine zuverlässige Normalisierung zugrunde.