Characterization of protein and peptide sensing processes in the gut coupled to gastrointestinal hormone secretion using ex-vivo models

The gut hormones (GH) are secreted from intestinal L-cells in response to protein degradation products (peptide) present in the lumen after a meal and are known to participate in food intake control. However the sensing and the intracellular mechanisms underlying GH secretion to protein from intestinal L-cells have remained undefined and the current in vitro models are very limited for the study of nutrient sensing leading to GH secretion. By combining in vitro and ex vivo approaches, we have established and characterizeed physiologically relevant new models representatives of the small intestine. The present thesis also demonstrated that dipeptide sensing requires the activation of different cell types (enterocyte and enteroendocrine cells) and different transporter/receptors (PEPT1, T1R1/R3 umami and GPR93 receptor) acting as sensor. The subsequent network between signaling pathways and the subsequent crosstalk between cells triggers appropriate absorptive and secretory mechanisms.
Das Darmhormon GLP-1 wird nach einer Mahlzeit aus intestinalen L-Zellen sezerniert und spielt u. a. eine Rolle bei der Kontrolle der Nahrungsaufnahme. Die Wahrnehmungs- und intrazellulären Signaltransduktionsmechanismen, die zur GLP-1-Sekretion nach Proteinstimulierung führen, sind jedoch bisher nicht bekannt, und die gängigen in vitro Modelle zur Untersuchung dieser Prozesse sind limitiert. Durch die Kombination von in vitro und ex vivo Ansätzen wurden hier physiologisch relevante neue Modelle für den Dünndarm etabliert und charakterisiert. Die vorliegende Arbeit zeigt, daß die Dipeptidwahrnehmung im Darm die Aktivierung verschiedener Zelltypen (Enterozyten und enteroendokrine Zellen) und verschiedene Transporter/Rezeptoren (PEPT1, T1R1/R3 umami und GPR93) als Sensoren benötigt.