Melatonin reguliert die Catecholamin-Biosynthese durch Modulation der knochenmorphogenetischen Protein- und Glucocorticoid-Wirkungen
Autoren: Motoshi Komatsubara, Takayuki Hara,Takeshi Hosoya, Kishio Toma, Naoko Tsukamoto-Yamauchi, Nahoko Iwata, Kenichi Inagaki, Jun Wada, Fumio Otsuka
Review: Walter M. Chesnut
Ich möchte die Aufmerksamkeit aller auf ein sehr gutes Papier lenken, das zeigt, wie Melatonin die Synthese von Katecholaminen reduziert. Da Endothelzellen in der Lage sind, Katecholamine zu synthetisieren, könnte sich Melatonin als wirksames Therapeutikum erweisen, um die beobachteten Katecholaminstürme bei COVID und SPED zu unterdrücken.
Die Behandlung mit Melatonin reduzierte signifikant die mRNA-Expression von Catecholamin-Synthasen, einschließlich der geschwindigkeitsbestimmenden Enzyme Tyrosinhydroxylase (Th), 3,4-Dihydroxyphenylalanin-Decarboxylase und Dopamin-β-Hydroxylase, die in PC12-Zellen exprimiert werden.
Höhepunkte
Melatonin unterdrückt die Katecholaminsynthese, indem es den MT1-cAMP-Weg in Nebennierenrindenzellen unterdrückt.
Melatonin verstärkt die hemmende Wirkung von BMP-4 auf die Katecholaminsynthese, indem es die Smad-Signalgebung verstärkt.
Melatonin verstärkt die Glucocorticoid-induzierte Catecholamin-Synthese, indem es die GR-Expression hochreguliert.
Melatonin, BMP-4 und Glucocorticoid spielen gemeinsam eine modulierende Rolle in der Catecholamin-Biosynthese.
Abstrakt
Melatonin ist funktionell an der Steuerung des zirkadianen Rhythmus und der Hormonausschüttung beteiligt. In der vorliegenden Studie untersuchten wir die Rolle von Melatonin bei der Wechselwirkung der Catecholaminsynthese mit Nebennierenrindensteroiden, indem wir uns auf das knochenmorphogenetische Protein (BMP)-4 konzentrierten, das im Nebennierenmark exprimiert wird, wobei Ratten-Phäochromozytom-PC12-Zellen verwendet wurden. Die Behandlung mit Melatonin reduzierte signifikant die mRNA-Expression von Catecholamin-Synthasen, einschließlich der geschwindigkeitsbestimmenden Enzyme Tyrosinhydroxylase (Th), 3,4-Dihydroxyphenylalanin-Decarboxylase und Dopamin-β-Hydroxylase, die in PC12-Zellen exprimiert werden. Entsprechend den Veränderungen der Expressionsniveaus von Enzymen wurden auch die im Kulturmedium und Zelllysat bestimmte Dopaminproduktion und cAMP-Synthese durch Melatonin unterdrückt. Der MT1-Rezeptor, aber nicht der MT2-Rezeptor, wurde in PC12-Zellen exprimiert, und die Behandlung mit Luzindol kehrte die hemmende Wirkung von Melatonin auf die Th-Expression um, was darauf hindeutet, dass MT1 ein funktioneller Rezeptor für die Kontrolle der Katecholaminsynthese ist. Interessanterweise verstärkte Melatonin die hemmende Wirkung von BMP-4 auf die Th-mRNA-Expression in PC12-Zellen. Die Behandlung mit Melatonin beschleunigte die BMP-4-induzierte Phosphorylierung von SMAD1/5/8 und die Transkription des BMP-Zielgens Id1. Bemerkenswert ist, dass Melatonin die Alk2- und Bmpr2-mRNA-Spiegel signifikant hochregulierte, aber die inhibitorische Smad6/7-Expression unterdrückte, was zu einer Verstärkung der SMAD1/5/8-Signalübertragung in PC12-Zellen führte, während BMP-4 die Mt1-Expression nicht beeinflusste. In Bezug auf die Wechselwirkung mit Nebennierenrindensteroiden verstärkte Melatonin vorzugsweise die Glucocorticoid-induzierte Th-mRNA durch Hochregulierung des Glucocorticoidrezeptors und Herunterregulierung der Bmp4-Expression, während Melatonin die durch Aldosteron oder Androgen induzierte Th-mRNA-Expression unterdrückte, ohne die Expressionsniveaus der Rezeptoren für Mineralocorticoid und Androgen zu beeinflussen. Insgesamt weisen die Ergebnisse darauf hin, dass Melatonin eine modulierende Rolle bei der Katecholaminsynthese spielt, indem es mit BMP-4 und Glucocorticoid im Nebennierenmark kooperiert.
