Dokument: Thrombin- vermittelte Regulation der Protease- aktivierten Rezeptoren und des Sphingosin-1-Phosphat-Signalsystems

Titel:	Thrombin- vermittelte Regulation der Protease- aktivierten Rezeptoren und des Sphingosin-1-Phosphat-Signalsystems
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=19905
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20111122-112148-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Ermler, Swen [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,38 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 17.11.2011 / geändert 17.11.2011
Beitragende:	Prof. Dr. med. Rauch, Bernhard [Gutachter] Prof. Dr. Beye, Martin [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Thrombin induziert in glatten Gefäßmuskelzellen des Menschen (SMC) koagulationsunabhängige Wirkungen wie Proliferation und Migration, die Synthese von inflammatorischen Faktoren, sowie der extrazellulären Matrix. Die zellulären Effekte Thrombins werden über die Protease-aktivierten Rezeptoren PAR-1, PAR-3 und PAR-4 vermittelt. PAR-2, ein weiterer Protease aktivierter Rezeptor, wird nicht über Thrombin sondern über einen weiteren Gerinnungsfaktor (FXa) aktiviert. Sphingosinkinasen (SPHK) sind Proteine, die über Regulation des Ceramid/Sphingosin/S1P Gleichgewichts ebenfalls das Zellschicksal beeinflussen. Es existieren zwei Isoformen der SPHK (SPHK-1 und SPHK-2). Diese wandeln durch Phosphorylierung Sphingosin in S1P um. Im Gegensatz zum Sphingosin fördert S1P Zellproliferation und Migration. In der vorliegenden Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass Thrombin, in vaskulären SMC die SPHK-1, nicht jedoch die SPHK-2 reguliert. Im Verlauf über 24 h wurde eine transiente zeit- und konzentrations-abhängige Expressionssteigerung auf Transkript- und Proteinebene beobachtet. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass die Expressionssteigerung über den PAR-1 Rezeptor vermittelt wird. Die Aufregulation der SPHK-1 durch Thrombin war an einer erhöhten Proliferationsrate in vitro jedoch nicht an der Migration der SMC beteiligt. Eine siRNA-vermittelte Reduktion der SPHK-1 Expression hemmte die Thrombin- induzierte Proliferation. Die stimulierende Wirkung von Thrombin auf die Zellmigration blieb hiervon ungerührt. Die Regulation der SPHK-1 war anteilig vermittelt durch human antigen R (HuR) initierte Transkript- Stabilisierung. Die Beteiligung von HuR an der SPHK-1 mRNA Stabilisierung konnte mittels Pulldown PCR nachgewiesen werden. Ferner konnte in vivo gezeigt werden, dass eine langfristige Behandlung von ApoE- defizienten Mäusen mit dem direkten Thrombininhibitor Dabigatran eine Verminderung der SPHK-1 Expression in den Mausaorten zu Folge hat. Im Vergleich zu Kontrollieren wiesen die Aorten nach Dabigatran Fütterung eine signifikant verminderte Plaquefläche auf. Darüber hinaus übte das von der SPHK-1 gebildete S1P einen stimulierenden Effekt auf die Expression des Rezeptors PAR-2 aus. Sowohl HuR als auch PAR-2 und SPHK-1 werden nach Gefäßverletzung und bei Atherosklerose verstärkt exprimiert. In der vorliegenden Arbeit wurde Thrombin als zentraler Regulator dieses Signalsystems identifiziert. Zusammengefasst induziert Thrombin über Aktivierung von PAR-1 eine HUR vermittelte Stabilisierung und Akkumulation der SPHK-1 mRNA in SMC. Hieraus resultieren eine erhöhte Proteinexpression der SPHK-1 und verstärkte intrazelluläre S1P Bildung. Eine zukünftige Einflussnahme auf die S1P- vermittelten proentzündlichen und proliferativen Wirkungen von Thrombin bietet einen möglichen neuartigen Ansatz in der Behandlung von Gefäßerkrankungen wie Restenose und Atherosklerose. In human SMC, thrombin induces coagulation-independent effects like proliferation and migration, the synthesis of inflammatory factors, and extracellular matrix biosynthesis. The cellular effects of thrombin are mediated through protease- activated receptors (PAR-1, PAR 3, and PAR-4). PAR-2 is activated by FXa, but not by thrombin. Critical regulators of cell function are sphingosine kinases, which regulate the ceramid/sphingosine/S1P balance. Two isoforms of SPHK (SPHK-1 and SPHK-2) have been referred. By converting sphingosine to S1P via phosphorylation SPHK-1 promotes proliferation and migration of smooth muscle cells (SMC). Expression of SPHK-1 but not SPHK-2 protein and transcript is increased by Thrombin in a time and concentration dependent manner in human SMC. This effect was shown to be mediated via PAR-1. In vitro up-regulation of SPHK-1 led to a significant increase of proliferation but not migration of SMC Accordingly thrombin- induced proliferation, but not migration, could be inhibited by SPHK-1 siRNA. Furthermore, it was determined that the regulation of SPHK-1 is mediated partially through human antigen R (HuR)- mediated transcript stabilization. The involvement of HuR on SPHK-1 stabilization could be detected via pull-down PCR. Additional it was shown in vivo that long term treatment of ApoE deficient mice with the thrombin inhibitor dabigatran led to a SPHK 1 transcript reduction in mouse aortas. Compared to control mice the aortas of dabigatran fed animals also showed a significantly decreased plaque area. The SPHK-1 formed product (S1P) shows an inductive effect on PAR-2 receptors. However thrombin alone also has a minor impact on PAR-2 transcription level. HuR, PAR-2 and SPHK 1 are highly expressed in vascular injury and atherosclerosis, and thrombin is likely to be a new factor supporting this. Thrombin mediates the translocation of HuR via PAR-1 that has an accumulation and stabilization of SPHK-1 mRNA as consequence. A resulting increase of SPHK-1 protein level produces higher amounts S1P in SMC which in turn upregulates the PAR-2. In this way thrombin can augment the actions of FXa via PAR-2, ultimately strengthens vascular proliferation further. A future influence on the S1P-mediated proinflammatory and proliferative effects of thrombin, provides a possible novel approach for the treatment of vascular diseases such as restenosis and atherosclerosis.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie
Dokument erstellt am:	22.11.2011
Dateien geändert am:	22.11.2011
Promotionsantrag am:	11.10.2011
Datum der Promotion:	27.10.2011