Dokument: Charakterisierung der Funktionen der unterschiedlichen Isoformen des humanen Transkriptionsfaktors Grainyhead-like 3

Titel:	Charakterisierung der Funktionen der unterschiedlichen Isoformen des humanen Transkriptionsfaktors Grainyhead-like 3
Weiterer Titel:	Characterisation of the functions of the different isoforms of the human transcription factor Grainyhead-like 3
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=23544
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20130121-180023-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Mlynek, Arne [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 3,79 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 18.01.2013 / geändert 18.01.2013
Beitragende:	Prof. Dr. Haendeler, Judith [Betreuer/Doktorvater] [im Online-Personal- und -Vorlesungsverzeichnis LSF anzeigen] Prof. Dr. Martin, William [Gutachter]
Stichwörter:	GRHL3, Endothelzellen
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Epidemiologischen Untersuchungen zufolge stellen Kardiovaskuläre Erkrankungen die häufigste Todesursache in westlichen Industrienationen dar. Ihren Ursprung haben diese Erkrankungen oftmals in endothelialer Dysfunktion, welche genau wie die Erkrankungen die sie zur Folge hat, mit dem Alter zunimmt. Ein wichtiges Kennzeichen endothelialer Dysfunktion ist eine verringerte Stickstoffmonoxid (NO) Bioverfügbarkeit, welche einhergeht mit erhöhter Apoptosesensitivität und verringerter Migrationsfähigkeit der Endothelzellen. Vor kurzem haben wir nachgewiesen, dass der Transkriptionsfaktor Grainyhead-like 3 (GRHL3) Einfluss auf die für Endothelzellen essentiellen Funktionen Apoptose und Migration hat. Die Untersuchungen wurden mit dem humanen Homolog des murinen GRHL3 durchgeführt. Hierbei handelt es sich um die zweite (GRHL3-2) von drei im Menschen vorkommenden Isoformen dieses Transkriptionsfaktors. Im Gegensatz zu GRHL3-2, sind die Funktionen der beiden aus einem Primärtranskript durch alternatives Spleißen hervorgehenden Isoformen GRHL3-1 und GRHL3-3 bisher unbekannt. Ziel dieser Arbeit war es ihren Einfluss auf Migration und Apoptose von Endothelzellen und die zugrunde liegenden molekularen Mechanismen zu charakterisieren. Ich konnte zeigen, dass beide Isoformen in Endothelzellen exprimiert werden und transkriptionsaktivierend wirken, jedoch gegensätzliche Effekte bei der Endothelzellmigration und -apoptose hervorrufen. Während die Überexpression von GRHL3-1 promigratorisch und antiapoptotisch auf Endothelzellen wirkt, führte die GRHL3-3 Überexpression zu keinem Schutz vor Apoptose und wirkte migrationshemmend. Zudem wirkte GRHL3-1 aktivierend auf die eNOS, die wichtigste NO Quelle in Endothelzellen, wohingegen GRHL3-3 gegenteilige Effekte zeigte. Microarray Analysen zeigten, dass die gegenteiligen Effekte auf der Aktivierung unterschiedlicher Zielgene beruhen. Die von GRHL3-1 regulierten, in promigratorische und antiapoptotische Prozesse involvierten Gene Mxi1 und Akt2 wurden zudem in Westernblot-Analysen validiert. In Kooperation mit der National University of Singapore durchgeführte Experimente im Zebrafisch (Danio rerio) zeigten, dass eine Überexpression von GRHL3 3 im Gegensatz zu GRHL3-1 zu massiven entwicklungsbiologischen Defekten führt und bestätigten damit die zuvor in Endothelzellen nachgewiesenen negativen Effekte dieser Isoform in vivo. Zusammenfassend wurden zum ersten Mal die Isoformen 1 und 3 des Transkriptionsfaktors GRHL3 funktionell charakterisiert und Zielgene dieser beiden Isoformen identifiziert. In Zukunft könnte durch eine gezielte Aufregulation der GRHL3-1 und/oder Herabregulation der GRHL3-3 Expression die Endothelzellintegrität nachhaltig verbessert werden und somit kardiovaskulären Erkrankungen vorgebeugt werden. According to epidemiological studies cardiovascular diseases are the leading cause of mortality in western industrialized countries. The origin of cardiovascular diseases is often endothelial dysfunction, which, like the resulting diseases, increases with age. A characteristic attribute of endothelial dysfunction is a reduced bioavailabilty of nitric oxide (NO), which is accompanied by an increased apoptosis sensitivity and a reduced migratory capacity of endothelial cells (EC). Recently, we have provided evidence that the transcription factor Grainyhead-like 3 (GRHL3) affects EC migration and apoptosis, fundamental processes in EC function. These Investigations have been performed with the murine homolog of GRHL3, GRHL3-2, one of three isoforms present in humans. In contrast to GRHL3-2, the functions of the other two isoforms GRHL3-1 and GRHL3-3, which are translation products of an alternatively spliced primary transcript, were previously unknown. The aim of this thesis was to characterize their influence on apoptosis and migration of EC and the underlying molecular mechanisms. I could show that both isoforms are expressed in EC and are transcriptional activators, but induce opposing effects with respect to apoptosis and migration of primary human EC. While overexpression of GRHL3-1 acts promigratory and antiapoptotic in EC, GRHL3-3 leads to a reduced migratory capacity and does not mediate protection against apoptosis. In addition, GRHL3-1 leads to an activation of eNOS, the most important source of NO in EC, whereas GRHL3-3 had an opposite effect on eNOS activation. Microarray analyses revealed that the opposing effects are mediated through the activation of a different set of target genes. I have validated the GRHL3-1 regulated genes Mxi1 and Akt2, which are involved in promigratory and antiapoptotic processes, using Westernblot analyses. Experiments in zebrafish (Danio rerio) performed in cooperation with the National University of Singapore have shown that overexpression of GRHL3-3, in contrast to GRHL3-1, leads to massive developmental defects. These results corroborate the deleterious effects of GRHL3-3 observed in EC as well in vivo. Taken together, my data provide the first functional characterization of the isoforms 1 and 3 of the transcription factor GRHL3 and identification of target genes for both isoforms. In the future, a specific upregulation of GRHL3-1 and/or downregulation of GRHL3-3 could maintain the integrity of the endothelium and thereby prevent cardiovascular diseases.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	21.01.2013
Dateien geändert am:	21.01.2013
Promotionsantrag am:	14.09.2012
Datum der Promotion:	19.10.2012