Munntørrhet – et stort problem som kan ha samme forklaring for flere pasientgrupper

Mange er plaget av munntørrhet (for lite spytt). Det kan være et resultat av Sjögrens syndrom, strålebehandling, diabetes eller helt andre ting. En mulig felles forklaring kan være økt oksidativt stress i spyttkjertelcellene. Du kan hjelpe oss med å finne ut av hvordan!

Bakgrunn

 

Figur 1. De store spyttkjertlene. Av Bruce Blausen, Wikipedia

Spyttet vårt produseres av spyttkjertler. Vi har tre par store spyttkjertler; parotis, submandibularis og sublingualis (Figur 1). I tillegg har vi flere hundre små spyttkjertler i munnslimhinnen. Alle tømmer spyttet ut i munnhulen via utførselsganger. Regulering av spyttsekresjon styres som så mange av kroppens prosesser av ulike nervesignaler fra det autonome nervesystemet. Når spyttkjertelcellene mottar et nervesignal om å produsere spytt, blir nervesignalet (spesielt via transmitteren acetylkolin) oversatt til et intracellulært Ca2+ signal, som i sin tur regulerer sekresjonsprosessen. Intracellulære Ca2+-signaler er antakelig den aller vanligste intracellulære signalmekanismen blant kroppens celler. Denne reguleringsmekanismen involverer et stort antall komponenter; ionekanaler, vannkanaler, pumper, signalmolekyler med mer, og cellen er avhengig av et balansert samspill mellom alle disse komponentene for korrekt regulering av sin aktivitet, i vårt tilfelle spyttsekresjon. Videre vet vi at mange sykdommer, for eksempel Sjögrens syndrom og diabetes 2, samt bivirkninger av strålebehandling gir redusert spyttsekresjon, med alle de plager dette medfører for pasienten. Vi vet også at en fellesnevner i alle disse tilfellene er at cellene blir utsatt for økt oksidativt stress, enten innenfra eller utenfra eller begge deler. Til slutt vet vi at oksidativt stress kan påvirke en celles Ca2+-signaliseringssystem.

 

Bildet kan inneholde: font, parallell, rektangel, sirkel, diagram.

Figur 2.  Figuren er modifisert fra review-artikkelen «Calcium signaling defects underlying salivary gland dysfunction» av Ambudkar, 2018, og viser blant annet hvordan Sjögrens syndrom, strålebehandling, diabetes og naturlig aldring kan redusere spyttsekresjon via nedregulering av Ca2+-signaler via ulike innfallsporter, blant annet økt oksidativt stress (ROS = reactive oxygen species).

 

Problemstilling

I dette prosjektet ønsker vi først å bestemme hvilke komponenter i Ca2+-signalsystemet som blir først/mest påvirket av økt oksidativt stress (Figur 2). En masterstudent er nå i oppstartsfasen og vil undersøke hvordan økt oksidativt stress (påført av H2O2) vil påvirke Ca2+-signalene og mRNA-nivået i to cellelinjer fra hhv parotis og submandibularis. Du som forskerlinjestudent kan med fordel samarbeide med masterstudenten og våre dyktige ingeniører. Med deg om bord kan vi utvide prosjektet til å se på effekten av H2O2 også på protein-nivå! Dette er viktig fordi det ikke alltid er et logisk samsvar mellom mRNA-nivå og protein-nivå, og det er jo proteinene som utfører oppgaven! På grunnlag av proteinresultatene fra cellelinjene vil vi kunne utforske effekten av oksidativt stress videre ved å bruke mer biologisk relevante modeller, for eksempel ferske spyttkjertelceller fra mus. På sikt vil vår nye kunnskap kunne bidra som basis for igangsettelse av kliniske studier. Hypotesen er at man kan påvirke spyttproduksjonen slik at denne opprettholdes i ulike pasientgrupper som de nevnt innledningsvis.

Mål og metode

Eksperimentene vil bli utført på acinære celler fra spyttkjertler. Det vil bli benyttet cellelinjer fra parotis og submandibularis til de mest grunnleggende forsøkene. Videre vil spyttkjertler fra mus vil bli dissekert ut og løst opp i enkeltceller. Cellene vil så bli dyrket i laboratoriet (primærkultur). Både cellelinjer og primærkultur vil bli eksponert for H2O2 (gir oksidativt stress).

 

Vi vil studere direkte hvordan Ca2+-signalene blir påvirket av H2O2 ved hjelp av såkalt Ca2+-imaging. Dette er en metode der vi benytter det fluoriserende molekylet Fura-2 til å måle Ca2+-konsentrasjonen i cytosol. Det er mulig fordi Fura-2 fluoriserer ulikt om det er bundet til Ca2+ eller ikke. Det vil være relevant både å undersøke om akutt eksponering med H2O2 endrer Ca2+-konsentrasjonen i cytosol, og om Ca2+-signalene som acetylkolin induserer blir påvirket (og hvordan).

 

Parallelt vil vi kunne sammenlikne proteinuttrykket av sentrale komponenter i Ca2+-signalveien i de eksponerte cellene med kontrollceller og se hvordan de har blitt påvirket av H2O2. Proteinnivået av disse komponentene (se figur 2 for typiske eksempler) kan studeres med ulike laboratorieteknikker (Western blot og immunohistokjemi).

Studentens arbeidsoppgaver

Du vil (i samarbeid med andre studenter i gruppa, våre ingeniører og oss veiledere) etter grundig opplæring få ansvaret for:

  • Vedlikehold av cellekulturene og primærkulturene
  • Ca2+-imaging-forsøkene
  • Proteinstudiene, i utgangspunktet mest ved hjelp av Western blot

Om forskningsmiljøet

Forskningsgruppen arbeider tverrfaglig og inkluderer basalforskere (ved Institutt for oral biologi, Det odontologiske fakultet) og kliniske forskere (ved Institutt for oral biologi, Det odontologiske fakultet, og Avdeling for patologi, OUS, Rikshospitalet).

Vi kan tilby forskning på viktige problemstillinger innen oral helse, i et dynamisk miljø med dyktige stipendiater. Du vil få god veiledning av erfarne forskere og teknikere.

Veiledergruppen

Professor Trude M. Haug, Institutt for oral biologi, UiO

Professor Hilde K. Galtung, Institutt for oral biologi, UiO

Førsteamanuensis Tine M. Søland, Institutt for oral biologi, UiO og Avdeling for patologi, OUS Rikshospitalet

Professor Janicke L. Jensen, Institutt for klinisk odontologi, UiO

Gruppen har samarbeidet i mange år, og har mange publikasjoner innen Sjögren´s syndrom og munntørrhet/oral helse. Vi arbeider også med andre orale problemstillinger:

https://www.odont.uio.no/iob/english/research/groups/oral-physiology-cancer-biology/

https://www.odont.uio.no/english/research/projects/oral-cancer/index.html

https://www.odont.uio.no/iob/english/research/groups/oral-electrophysiology/index.html

 

Kontakt

Trude M. Haug (hovedveileder)

 

 

Publisert 3. mai 2021 15:21 - Sist endret 3. mai 2021 15:21