Kalzium-Signalübertragung in Immunzellen: Wie PMCAs den Ca2+-Spiegel für die Entwicklung und Funktion von Lymphozyten und dendritischen Zellen beeinflussen

Kalziumionen (Ca²⁺) sind ein universeller Signalvermittler, den alle Zellen nutzen, um eine Rezeptoraktivierung in unterschiedliche Ergebnisse umzusetzen. Hier untersuchen wir die Funktionen einer Familie von Ca²⁺-Transportern der Plasmamembran-Ca²⁺-ATPasen (PMCAs). PMCA transportiert Ca²⁺ aus dem Zytosol in das extrazelluläre Milieu als Reaktion auf steigende Ca²⁺-Spiegel, die durch Oberflächenrezeptoren aktiviert werden. Beim Menschen sind PMCAs an vielen Krankheiten beteiligt, unter anderem an Malaria, Taubheit und Bluthochdruck. Wir fanden heraus, dass PMCA1 in T- und B-Zellen konstitutiv an ein chaperonähnliches Molekül namens Neuroplastin bindet und für die Beendigung von TCR- und BCR-induzierten Ca²⁺-Signalen verantwortlich ist. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse untersuchen wir derzeit die Rolle der PMCAs bei der Entwicklung von Lymphozyten, dendritischen Zellen (DCs) und Makrophagen sowie bei Immunreaktionen.

Immune cell calcium signaling: how PMCAs shape Ca2+ levels for development and function of lymphocytes and dendritic cells

Calcium ions (Ca²⁺) are a universal signaling mediator that all cells use to translate receptor activation into distinct outcomes, but how immune cells terminate Ca²⁺ signaling is not completely understood. Here, we investigate the functions of a calcium ion (Ca²⁺) transporter family of plasma membrane Ca²⁺ ATPases (PMCAs). PMCA transports Ca²⁺ out of the cytosol to the extracellular milieu in response to rising Ca²⁺ levels activated by surface receptors. In humans, PMCAs are involved in many diseases including malaria, deafness, and high blood pressure, among others. We found that PMCA1 binds constitutively to a chaperone-like molecule called Neuroplastin in T and B cells and is responsible for terminating TCR- and BCR-induced Ca²⁺ signals. Based on these findings, we are currently studying the roles of PMCAs in lymphocyte, dendritic cell (DCs) and macrophage development and immune responses.