Dokument: Der kardiozytäre EP4-Prostaglandin-Rezeptor: Signaltransduktion und Zytoprotektion

Titel:	Der kardiozytäre EP4-Prostaglandin-Rezeptor: Signaltransduktion und Zytoprotektion
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=11182
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20090506-110850-1
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Treml, Marcel [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,80 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 04.05.2009 / geändert 04.05.2009
Beitragende:	PD Dr. Meyer-Kirchrath, Jutta [Gutachter] Prof. Dr. Rüther, Ulrich [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	In der vorliegenden Arbeit wurde der Prostaglandin-Rezeptor EP4 hinsichtlich seiner zytoprotektiven Eigenschaften bei Ischämie/Reperfusion (I/R) bzw. bei Hypoxie/Reoxygenierung im Kardiozyten-Zellmodell untersucht. Dabei wurde besonderes Augenmerk auf die in diesem Zusammenhang auftretende Signaltransduktion gerichtet. Die EP4-Stimulation isoliert perfundierter Wildtyp-Mäuseherzen resultierte im Vergleich zu Kontrollherzen in tendenziell verbesserten funktionalen Paramatern nach I/R. Ein angestrebtes transgenes Mausmodell mit kardiospezifischer EP4-Überexpression für entsprechende Untersuchungen konnte nicht realisiert werden. Die Suche nach möglichen Erklärungen führte letzlich zur Erzeugung eines alternativen EP4-DNA-Konstruktes mit vorgeschalteter Neomyzin-Resistenzkassette, was die EP4-Expression zunächst verhindert. Mit diesem Konstrukt konnten mittlerweile auch erste Tiere mit erfolgender Transgen-Expression erhalten werden. Damit wurde die Generierung einer transgenen Mauslinie mit konditioneller EP4-Überexpression im adulten Tier, wofür es noch eines weiteren Kreuzungsschrittes bedarf, erfolgreich vorbereitet. Anhand des im Rahmen dieser Arbeit etablierten Kardiomyoblasten-Zellmodellsystems (H9c2) mit EP4-Überexpression konnte gezeigt werden, dass der stimulierte EP4-Rezeptor zu einer Aktivierung von PKA, Epac, ERK1/2 und EGFR führt. Ferner wurde erstmals eine EP4-abhängige Expressionsregulation des Wachstumsfaktors Amphiregulin (AR) gefunden. Außerdem wurde festgestellt, dass die EP4-spezifische Stimulation der Zellen diese effektiv vor dem Absterben schützt. Dies tritt besonders bei simulierter I/R (Hypoxie/Reoxygenierung) zutage und bestätigt bisherige Befunde, dass EP4 in diesem Kontext erheblich an der Zytoprotektion beteiligt ist. Interessanterweise stellte sich heraus, dass bei simulierter I/R keine der untersuchten Signalkomponenten (PKA, Epac, ERK1/2, AR/EGFR, PI3K) und auch nicht die Rezeptor-Internalisierung jeweils isoliert betrachtet essenziell für die EP4-vermittelte Zytoprotektion sind. Diese und weitere Befunde anderer Gruppen legen nahe, dass unter Hypoxie entweder PKC und/oder STAT-3, welche nicht analysiert wurden, von entscheidender Bedeutung sind, oder dass mindestens zwei Signaltransduktionswege (z. B. PI3K/ERK) redundant wirken und bei Inhibierung eines Weges durch „Cross-Talk“ der jeweils andere kompensatorisch hochreguliert wird. Insgesamt konnten aus den gewonnenen Erkenntnissen der vorliegenden Arbeit wertvolle Ansätze zur weiterführenden Untersuchung zytoprotektiver EP4-Wirkungen abgeleitet werden. In the present work, the prostaglandin receptor EP4 was investigated with regard to its cyto-protective properties in ischemia/reperfusion (I/R) and during hypoxia/reoxygenation using a cardiocyte cell model. The main focus was on the signal transduction occuring in this context . Stimulation of the EP4 receptor in isolated perfused wildtype mouse hearts tended to improve functional parameters after I/R compared with control hearts. The generation of transgenic mice with cardiac-specific EP4 overexpression for according experiments could not be accomplished. In search of possible explanations, an alternative EP4 DNA construct with an upstream neomycin resistence, intended to suppress premature EP4 expression, was created. Using this construct, animals with successful transgene expression could be obtained by now. Hence, the generation of a transgenic mouse lineage conditionally overexpressing the EP4 receptor in the adult stage, which requires one more cross-breeding step, was prepared successfully. In the course of this work a cardiac myoblast cell model (H9c2) with EP4 overexpression was established. Using this cell culture model, it could be shown that EP4 stimulation leads to activation of PKA, Epac, ERK1/2 and EGFR. Furthermore, for the first time an EP4-dependent regulation of the growth factor amphiregulin (AR) was found. In addition, it was determined that EP4-specific stimulation efficiently protects these cells from cell death. This effect is especially developed when cells are subjected to simulated I/R (i. e. hypoxia/reoxygenation), confirming existing results which show that in this context EP4 is substantially involved in cytoprotection. Interestingly, it turned out that, viewed individually, during simulated I/R neither one of the signaling components investigated (PKA, Epac, ERK1/2, AR/EGFR, PI3K) nor receptor internalization is essential for EP4-mediated cytoprotection. These findings as well as reports from other groups suggest that during hypoxia either PKC and/or STAT-3, which have not been analyzed, are of vital importance. On the other hand, at least two signaling pathways (e. g. PI3K/ERK) could act redundantly: If one of them is inhibited, the second pathway might be upregulated by cross-talk mechanisms. Overall, the present work provided valuable insights for further investigation of cyto-protective EP4 effects.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	06.05.2009
Dateien geändert am:	04.05.2009
Promotionsantrag am:	05.12.2008
Datum der Promotion:	16.03.2009