Der Calcium-Sensing Receptor (CaSR) ist ein multifunktionaler G-Protein gekoppelter Rezeptor. Er kann durch viele verschiedene Liganden aktiviert werden und zu pleiotropen zellulären Antworten führen (Liganden-abhängige Signaltransduktion). Die Rolle des CaSR in intestinalen Entzündungen ist immer noch unklar. Ergebnisse einer kürzlich publizierten Studie unserer Arbeitsgruppe postulieren einen pro-inflammatorischen Effekt von CaSR Agonisten (Calcimimetics). Im Rahmen meiner Masterarbeit wollte ich nun nachweisen, dass diese Entzündungsreaktion tatsächlich über den CaSR vermittelt wird und zudem testen, ob der pro-inflammatorische Prostaglandin E2 (PGE2) Signalweg von der CaSR-Aktivierung beeinflusst ist. Ich behandelte die Kolonkrebszellen mit spezifischen- und unspezifischen Enantiomeren eines Calcimimetic und Calcilytic (negativer CaSR-Modulator). Nur das CaSR-spezifisch bindende Enantiomer des Calcimimetics erhöhte die Expression von inflammatorischen Markern und von gewissen Genen des PGE2-Signalwegs. Dies bestätigt, dass der CaSR an der Entzündungsmediation ursächlich beteiligt ist. Cyclooxygenase 2 (COX-2 scheint hauptsächlich an der CaSR-induzierte inflammatorischen Antwort beeinflusst zu sein. Des Weiteren wollte ich untersuchen, ob unterschiedliche Liganden des CaSR die inflammatorische Genexpression in HT29 Zellen unterschiedlich beeinflussen. Nur Spermin erhöhte die inflammatorische Genexpression – ein Ergebnis, das die Liganden-abhängige Signalweiterleitung des CaSR weiter bekräftigt. Zudem habe ich HT29 Zellen erfolgreich mit CaSR-Mutanten transfiziert. Damit wurde ein in vitro Modell für weitere Untersuchungen von CaSR-Mutanten auf die Genexpression etabliert. In meiner Arbeit konnte ich also bestätigen, dass die pro-inflammatorischen Effekte von Calcimimetics auf Kolonkrebszellen durch den CaSR mediiert sind und dass diese den PGE2 Signalweg beeinflussen. Die Ergebnisse meiner Masterarbeit liefern weitere wichtige Erkenntnisse für das Verständnis der pro-inflammatorischen Rolle in Kolonkrebszellen und darüber hinaus.

The Calcium-Sensing Receptor (CaSR) is a multifunctional G-protein coupled receptor. It can be activated by various ligands, leading to different cellular responses (ligand-biased signaling). The role of the CaSR in intestinal inflammation is still unclear. Recent studies in our group suggested a pro-inflammatory effect of CaSR agonists (calcimimetics). In my master thesis, I wanted to prove the CaSR as point of origin for this inflammatory response and to elucidate whether the pro-inflammatory prostaglandin E2 (PGE2) pathway is affected through the CaSR. I treated colon cancer cells with CaSR-specific and -unspecific enantiomers of a calcimimetic and a calcilytic (negative CaSR-modulator). Only the CaSR-selective binding enantiomer of the calcimimetic increased expression of inflammatory markers and of certain PGE2 pathway member genes, confirming the CaSR as the point of origin for this inflammatory response. Cyclooxygenase 2 (COX-2) was found to be a major target of the CaSR induced pro-inflammatory response. Further, I found that among all tested ligands only spermine increased the inflammatory gene expression, underlining the ligand-biased characteristic of the CaSR. Finally, I transfected CaSR mutants in HT29 cells, an in vitro model which can be used to study the influence of CaSR-mutants on the gene response in the future. In summary, I found that the pro-inflammatory effect induced by calcimimetics in colon cancer cells is mediated via the CaSR and influences the PGE2 pathway. The findings of my master thesis thus provide further important clues for our understanding of the pro-inflammatory role of the CaSR in colon cancer cells and beyond.