Die Charakterisierung der Funktion des Lipidtransporters ABCA3 in der Milchdrüse (am Mausmodell)

ABCA3 ist als Phospholipidtransporter der ABC-Transporterfamilie
wesentlich an der Synthese von Lungensurfactant beteiligt. Diese
wichtige Rolle von ABCA3 in der Lunge ist mittlerweile bekannt und
wird weiterhin näher erforscht. Des Weiteren wird ABCA3 auch in
anderen Geweben exprimiert, darunter Leber, Niere, Gehirn [Stahlman
et al. 2007]. ABCA3 wurde daneben auch in humanem Milchdrüsengewebe
entdeckt und stellt in Mammakarzinomen einen Marker für eine gute
Prognose dar [Schimanski 2010]. In der murinen Milchdrüse ist die
Abca3-Expression molekularbiologisch auf Ebene der mRNA
nachgewiesen worden [Hammel 2007]. Des Weiteren ist ABCA3 in
immunhistochemischen Färbungen von humaner und muriner Milch
darstellbar. Dort ist es auf der Außenseite der
Milchfetttröpfchen-Membran lokalisiert [bislang nicht
veröffentlichte Daten der eigenen Arbeitsgruppe].
Milchfetttröpfchen werden in Milchdrüsen-Epithelzellen gebildet,
indem Lipidtransporter (unter anderem ABC-Transporter der
ABCA-Subklasse wie ABCA1 oder ABCA7) Lipide importieren. In der
Milchdrüse ist über den Mechanismus, mit dem ABCA3 an der
Milchsekretion beteiligt sein könnte, nicht viel bekannt. Es kann
aber analog zu der Rolle in der Lunge davon ausgegangen werden,
dass ABCA3 auch in der Milchdrüse Phospholipide transportiert.
Phospholipide verfügen über wichtige Eigenschaften in der Milch als
Emulgatoren und als protektive Faktoren für das Neugeborene. Es ist
nachgewiesen, dass ein Einschnitt in der Phospholipid-Sekretion und
eine veränderte Zusammensetzung der Phospholipide in der Milch zu
nachteiligen Auswirkungen auf das Neugeborene führen [Isaacs 2005].
Es stellt sich die Frage, ob und inwieweit ABCA3 in der Brustdrüse
an der Milchbildung und – sekretion beteiligt ist. Dazu wurde ein
Mausmodell mit spezifischer Deletion des ABCA3 Gens in der
Milchdrüse generiert. Eine Mauslinie mit Cre-Expression unter dem
während der Laktation spezifisch im Mammagewebe aktiven
Lactoglobulin-Promotor wurde mit einer Mauslinie gekreuzt, welche
im ABCA3-Gen LoxP Stellen enthielt. Es kommt zur Cre-getriggerten
Deletion von ABCA3 im Mammagewebe. Das andere Allel wurde durch
Einkreuzen einer klassischen Knockout-Linie gänzlich inaktiviert.
Die Genotypisierung erfolgte mittels PCR. Zur quantitativen
Bestimmung der Expression von Abca3 im Mammagewebe wurde die
Methode der quantitativen RT-PCR angewendet. Der Melkvorgang
erfolgte mittels einer eigens konzipierten Melkvorrichtung. Diese
beinhaltet eine Flüssigkeitsfalle, wodurch ein besseres Handling
beim Melkvorgang erreicht wurde. So konnte unter anderem eine
höhere Milchmenge pro Maus gewonnen werden mit weniger technisch
bedingten Schwankungen. Die Milchproben an Tag 5, 10 und 15 der
Laktation wurden massenspektrometrisch auf den Gehalt der einzelnen
Phospholipide analysiert. Es ergab sich eine Reduktion des
Abca3-Gens im Milchdrüsengewebe der gefloxten Mäuse von 95% im
Vergleich zum Wildtyp. Die Analyse der Phospholipide zeigte eine
Verminderung von Phosphatidylethanolamin, Phosphatidylserin und
Phosphatidylcholin, während innerhalb der
Phosphatidylcholin-Spezies kurzkettige Moleküle (PC30:0, PC32:0)
signifikant vermindert waren. Die Milchmenge der ABCA3 defizienten
Linie an Tag 15 der Laktation war signifikant vermindert im
Vergleich zur Wildtyp Gruppe (p = 0,005). Der Nachweis von ABCA3 in
Milchfetttröpfchen und die Verminderung der Milchmenge bei dessen
Fehlen weist auf eine Rolle dieses Transporters für die
Milchsekretion hin. Da Phospholipide nur einen geringen Anteil der
Milchfette darstellen, aber vor allem in der Membran der
Milchfetttröpfchen enthalten sind, könnte ABCA3 möglicherweise
durch Bereitstellung von Phospholipiden für die Bildung der Membran
von Milchfetttröpfchen an der Milchbildung beteiligt sein. Am
Höhepunkt der Laktation kann das Phospholipid-Defizit in den
Milchfetttröpfchen nicht meht kompensiert werden und die Milchmenge
nimmt durch die verminderte Bildung von Milchfetttröpfchen
signifikant ab. Dabei ändert sich die Gesamtzusammensetzung der
Milch nur unbedeutend, da jeweils das gesamte Organell
„Milchfetttröpfchen“ mitsamt Inhalt fehlt. Dies muss im Rahmen
dieser Studie allerdings hypothetisch bleiben.