title: Influence of glucose starvation on endocytosis and endosomal compartments in primary mouse hepatocyte sandwich culture
Creators: name: Petrovic, Helena
Publisher: name: :none
Year: 2016

description: Das endosomale System stellt ein komplexes Netzwerk aus Membrankompartimenten, wichtig für die Kommunikation zwischen Hepatozyten und dem extrazellulären Extrazellularraum, dar. Hepatozyten nehmen über den Prozess der sogenannten Endozytose Nährstoffe, Hormone und Metabolite auf. Endozytose ist ein Schlüsselmechanismus in der Erhaltung der Glucose– und Lipidhomöostase der Leber. Weitgehend ungeklärt sind jedoch bis heute die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen der Regulation des Zusammenspiels von Endozytose und Metabolismus. In dieser Studie haben wir Veränderungen der Endozytose in Zusammenhang mit extrazellulären metabolischen Faktoren als Trigger, wie z.B. Stimulation durch Glucose, untersucht. Hierfür wurde die primäre Hepatozyten–Sandwich–Kultur mit unterschiedlichen Glucosekonzentrationen behandelt und Auswirkungen auf die Endozytose, endosomale Kompartimente und molekulare Faktoren über Immunfluoreszenz, quantitative Imaging sowie western blotting für die Proteinanalyse ermittelt. Gezeigt hat sich, dass sich die endozytotische Aktivität in Anwesenheit hoher Glucosekonzentrationen verstärkt und Rezeptor–Liganden–Bindungen auf der Oberfläche abnehmen. Die erhöhte Rekrutierung von LAMP1 zu späten Endosomen bei geringen Glucosekonzentrationen legt eine Aktivierung von Autophagie–Prozessen nahe. Weiter fand sich bei den für den Metabolismus ausschlaggebenden Kinasen AMPK und Akt, nach Exposition der primären Hepatozyten zu unterschiedlichen Glucosekonzentrationen, eine Aktivierung. Gemeinsam lassen die Resultate den Schluss zu, dass das endosomale System fähig ist auf das unterschiedliche Glucoseangebot der Umgebung zu reagieren und seine Funktionen darauf anzupassen.
description: The endosomal system is a complex network of membrane compartments, important for communication between hepatocytes and extracellular environment. Hepatocytes, as highly polarized cells take up nutrients, hormones and metabolites by a process called endocytosis. Endocytosis is a key mechanism for maintaining glucose and lipid homeostasis in the liver. The molecular mechanism regulating the reciprocal relationship between endocytosis and metabolism are still poorly understood. In this study, we investigated the changes in endocytosis triggered by extracellular metabolic factors i.e. glucose stimulation. For this, the primary hepatocyte sandwich culture was stimulated with different glucose concentrations and the effects on endocytosis, endosomal compartments and molecular players were monitored using immunofluorescence and quantitative imaging as well as western blotting for protein analysis. We find that endocytic activity is enhanced in the presence of high glucose concentration and that there is less receptor–cargo binding on the cell surface under this condition. Furthermore, the enhanced recruitment of LAMP1 to the late endosomes under low glucose condition might suggest activation of autophagy. The kinases critical in metabolism, AMPK and Akt, showed activation after exposing the primary hepatocytes to different glucose concentrations. Together these results suggest that endosomal system is able to act accordingly to different glucose availability in the environment and to adapt its function corresponding to it.