Dokument: Grainyhead like 3 (GRHL3) - ein neuer zetraler Regulator der Endothelzellmigration

Titel:	Grainyhead like 3 (GRHL3) - ein neuer zetraler Regulator der Endothelzellmigration
Weiterer Titel:	Grainyhead like 3 (GRHL3) - a new central regulator of endothelial cell migration
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=18512
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20110712-103242-4
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Lukosz, Margarete [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 6,12 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.06.2011 / geändert 24.06.2011
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Physiologische Alterungsprozesse und auch kardiovaskuläre Erkrankungen gehen mit endothelialer Dysfunktion einher. Diese ist gekennzeichnet durch eine verringerte Verfügbarkeit an Stickstoffmonoxid (NO), eine erhöhtes Auftreten von apototischen Endothelzellen und eine verringerte Migrationsfähigkeit dieser Zellen. Kürzlich konnten wir in unserer Arbeitsgruppe den Transkriptionsfaktor Grainyhead-like 3 (GRHL3) in Endothelzellen nachweisen. Jedoch war über die Rolle von GRHL3 in Endothelzellen nichts bekannt. Daher war es Ziel dieser Arbeit zu untersuchen, ob GRHL3 Apoptose und Migration von Endothelzellen beeinflusst und wie GRHL3 bei der Alterung von Endothelzellen reguliert ist. Es zeigte sich, dass physiologische Konzentrationen an NO, aber auch die Inhibition der Aktivität von Src Kinasen, die Menge an GRHL3-mRNA erhöhen. Gleichzeitig wirken diese Behandlungen promigratorisch. Die Überexpression von GRHL3 führt zu einer vermehrten Phosphorylierung und damit Aktivierung der Protein Kinase B/Akt und der endothelialen NOSynthase. Zudem führt die Überexpression von GRHL3 zu verminderter Apoptose in Endothelzellen. Dieser protektive Effekt ist NO abhängig, da er durch Behandlung mit dem NOS-Inhibitor L-NMMA aufgehoben werden kann. Im Gegensatz dazu unterdrückt die Ablation von GRHL3 die basale und die durch NO induzierte Migration von Endothelzellen. Während der Endothelzellalterung kommt es zu einer gesteigerten Aktivität der Src Kinasen und zu einem Verlust an GRHL3 Expression. Demzufolge wirkt GRHL3 promigratorisch und antiapoptotisch in Endothelzellen und ist während des Alterungsprozesses herunterreguliert. Im Gegensatz zur Maus gibt es im Menschen 3 Isoformen von GRHL3. Diese sind Translationsprodukte zweier Primärtranskripte mit unterschiedlichen ersten Exons von denen eines zudem zwei Splicevarianten aufweist. Untersuchungen zu den Funktionen dieser Isoformen (GRHL3-1, GRHL3-2, GRHL3-3) sind bis heute nicht durchgeführt worden. In Endothelzellen sind alle 3 Isoformen exprimiert und transkriptionsaktivierend. Jedoch induziert eine Überexpression von GRHL3-1 oder -2 Migration und schützt vor Apoptose in Endothelzellen, wohingegen GRHL3-3 repressiv auf das Migrationsverhalten wirkt und keinen Schutz vor Apoptose gewährt. Im Zebrafisch zeigt sich zudem, dass nur die Überexpression von GRHL3-3, nicht aber von GRHL3-1, zu schwerwiegenden Missbildungen und zu einer geringeren Anzahl normal entwickelter Embryonen führt. Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die Isoform-spezifischen Effekte durch die Aktivierung unterschiedlicher Zielgene ausgelöst werden. Zusammenfassend ist in dieser Doktorarbeit die funktionelle Relevanz von GRHL3 in Endothelzellen aufgeklärt worden. Eine Konservierung der Expression von GRHL3-1 oder -2 bzw. eine Verhinderung der Expression von GRHL3-3 könnte zur Aufrechterhaltung der Endothelzellintegrität beitragen. Endothelial dysfunction is involved in physiological aging processes but also cardiovascular diseases. The dysfunction is characterized by reduced bioavailability of nitric oxide (NO), increased apoptosis sensitivity and reduced migratory capacity. Recently, we discovered the transcription factor Grainyhead-like 3 (GRHL3) in endothelial cells. However, the functions of GRHL3 in endothelial cells are completely unknown. Therefore, the aim of my PhD thesis was to investigate whether GRHL3 influences apoptosis and migration of endothelial cells and if GRHL3 is regulated during endothelial cell aging. Physiological concentrations of NO, but also inhibition of the activity of Src kinases, increased the expression of GRHL3, enhanced migration and inhibited apoptosis. Overexpression of GRHL3 increased phosphorylation and thereby activation of the Protein kinase B/Akt and of the endothelial NO-synthase and inhibited endothelial cell apoptosis. This process was dependent on NO, since inhibition of the endothelial NO-synthase with a NOS-inhibitor completely abrogated the protective effect. On the other hand, ablation of GRHL3 reduced basal and NO-induced migration of endothelial cells. During the process of endothelial cell aging activation of the Src kinases is increased and the expression of GRHL3 is decreased. Thus, GRHL3 acts promigratory and antiapoptotic in endothelial cells and is reduced during vascular aging processes. In contrast to mice humans express 3 isoforms of GRHL3. These isoforms are translation products of two primary transcripts with different first exons, one of which is alternatively spliced. Functional analyses of these three isoforms (GRHL3-1, GRHL3-2, GRHL3-3) were not performed so far. All of these isoforms are expressed and active transcription factors in human endothelial cells. Overexpression of GRHL3-1 or -2 induced migration and inhibited apoptosis of endothelial cells, whereas GRHL3-3 decreased migration and did not protect from apoptosis. Moreover, overexpression of GRHL3-3, but not GRHL3-1, induced severe malformations and reduced the number of normally developed zebrafish embryos. These results suggest that activation of different target genes accounts for the isoform-specific effects. Taken together, the functional relevance of GRHL3 for endothelial cells has been elucidated in this PhD thesis. Maintenance of GRHL3-1 or -2 expression or alternatively inhibition of GRHL3-3 expression may result in prolonged endothelial monolayer integrity.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	12.07.2011
Dateien geändert am:	12.07.2011
Promotionsantrag am:	02.05.2011
Datum der Promotion:	21.06.2011