Nachweis eines Melatoninrezeptors in den Pankreasinseln von neugeborenen Ratten: funktionelle, autoradiographische und molekulare Untersuchungen

In einer kürzlich durchgeführten Perifusionsuntersuchung haben wir gezeigt, dass das Melatonin, ein Sekretionsprodukt der Zirbeldrüse, die Insulinsekretion aus isolierten Pankreasinseln neugeborener Ratten reduziert, die mit Kaliumchlorid (KCl), Glukose und Forskolin stimuliert wurden. Diese Wirkung von Melatonin wurde mit Dosen zwischen 200 pmol/L und 5 Mikromol/L reproduziert. Da allgemein anerkannt ist, dass Melatonin einige seiner biologischen Wirkungen über spezifische, hochaffine, Pertussis-Toxin-sensitive G-Protein-gekoppelte Rezeptoren ausübt, blockierten wir den mutmaßlichen Melatoninrezeptor der Pankreasinseln sowohl mit dem nicht hydrolysierbaren Guanosintriphosphat-Analogon Guanosin-5'-O-(3-thiotriphosphat) (GTPgammaS, 30 Mikromol/L) und den Melatonin-Antagonisten Luzindol (10 Mikromol/L) blockiert. Sowohl GTPgammaS als auch Luzindol führten zu einer nahezu vollständigen Normalisierung der Melatonin-induzierten Hemmung der Forskolin-stimulierten Insulinsekretion. Um mutmaßliche Melatoninrezeptoren innerhalb der Pankreasinseln zu lokalisieren, wurden zusätzlich autoradiographische Untersuchungen durchgeführt. Diese Untersuchungen zeigten eine spezifische Bindung von 2-[125I]Iodmelatonin, die genau mit der Lokalisierung der Inseln übereinstimmte. Darüber hinaus zeigte die Graustufenanalyse, dass unmarkiertes Melatonin die Bindung von 2-[125I]Iodmelatonin in einer dosisabhängigen Weise reduzieren konnte. Konzentrationen von unmarkiertem Melatonin von 10(-9) mol/L führten zu einer 50-prozentigen Verringerung der spezifischen Bindung, während Konzentrationen von 10(-6) mol/L die Bindung vollständig verdrängten. Ebenso zeigten die Ergebnisse molekularer Untersuchungen, dass die Bauchspeicheldrüse von Ratten einen Melatoninrezeptor enthält, da Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR)-Experimente unter Verwendung spezifischer Primer für den Ratten-Melatoninrezeptor Mel1a zeigten, dass mRNA für diesen Melatoninrezeptortyp im Pankreasgewebe neugeborener Ratten exprimiert wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere funktionellen, autoradiographischen und molekularen Ergebnisse darauf hindeuten, dass sich der Mel1a-Rezeptor auf den Pankreasinseln befindet, möglicherweise in den Betazellen.