Dokument: Regulation der endothelialen Permeabilität durch Bradykinin
| Titel: | Regulation der endothelialen Permeabilität durch Bradykinin | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=47756 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20181204-104057-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Khosravani, Farbod [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Kojda, Georg [Betreuer/Doktorvater] Uni.-Prof. Läer Stephanie [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Bradykinin-B2-Rezeptor, Bradykinin | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften | |||||||
| Beschreibungen: | Die Rolle der Veränderungen der Bradykinin-Aktivität im hereditären Angioödem und ACE-Hemmer induziertem Angioödem ist bislang nicht gut verstanden. Dies beinhaltet auch die Regulierung der Expression des Bradykinin-2-Rezeptors. Ob und in wie weit es zu Änderungen der Empfindlichkeit des Bradykinin-2-Rezeptors nach längerer Stimulation mit Bradykinin kommt, ist bisher ebenso wenig bekannt und das gleiche gilt für die Synthese von vaskulärem NO als Reaktion auf die Aktivierung des Bradykinin-2-Rezeptors. Das Ziel dieser Arbeit bestand darin, die Rolle von NO, Bradykinin, C1-Inhibitor, Icatibant und Diclofenac zu untersuchen bezüglich der endothelialen Expression und Aktivität des Bradykinin-2-Rezeptors bzw. der involvierten Signalwege. Ein weiteres Ziel bestand darin, die damit assoziierten phänotypischen Änderungen zu evaluieren, durch Messung der Aortenkonstriktion, sowie durch die Bestimmung der vaskulären Permeabilität mittels des Miles-Assays und der 2-Photonen-Mikroskopie. Da eine direkte Untersuchung dieser Fragen am Menschen nicht möglich ist, basierte der experimentelle Aufbau auf endothelialen Zellen (porcine Aorten-Endothelzellen, murine zerebrale Endothelzellen, endotheliale umbilikale Zellen) sowie auf verschiedenen Organen von Mäuselinien (Lunge, linksventrikuläres Gewebe, Haut, Ohr, thorakale Aortenringe).
Die Ergebnisse dieser Arbeit haben gezeigt, dass die m-RNA- und Proteinexpression des Bradykinin-2-Rezeptors nicht verändert wurde durch Behandlung unterschiedlicher Zellen (PAEC, bEND.3 und HUVEC) mit Bradykinin oder den NO-Donatoren DEA/NO und DETA/NO. Auch die Veränderung der NO-Bioverfügbarkeit in Lungengewebe, linksventrikulärem Herzgewebe oder Hautgewebe durch Vorbehandlung mit dem NO-Donator PETN, Hemmung der eNOS durch L-NA oder Verwendung der transgenen Mäuselinie eNOS-/- und eNOS+/+ hatte keinen Einfluss auf die Proteinexpression des Bradykinin-2-Rezeptors. Die gleichen Ergebnisse wurden beobachtet im Lungengewebe der Maus wenn die Bradykinin-Synthese mit C1-Inhibitor blockiert wurde oder bei Verwendung des Bradykinin-Antagonisten Icatibant. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben zudem gezeigt, dass NO keinen Einfluss hat auf die Mobilisierung von iCa aus intrazellulären Pools. Der durch Bradykinin induzierte Anstieg von iCa wurde nicht verändert durch Prä-Inkubation von bEND.3 Zellen mit dem NO-Donator DEA/NO.Phänotypischen Änderungen wurden erfasst durch Messung der Aortenkonstriktion, sowie durch die Bestimmung der vaskulären Permeabilität mittels des Miles-Assays und der 2-Photonen-Mikroskopie. Die Aortenring-Konstriktionen in der Mäuselinie C57BL/6 wurde durch Bradykinin induziert und über den Bradykinin-2-Rezeptor vermittelt. Dabei wurde die Konstriktion durch NO abgeschwächt und durch Diclofenac bzw. Icatibant aufgehoben, was auf die Bedeutung der eNOS und Cyclooxygenase hinweist für die funktionale Aktivierung des Bradykinin-2-Rezeptors. Auch die vaskuläre Permeabilität von dorsalem Hautgewebe in der Mäuselinie C57BL/6 wurde durch Bradykinin erhöht und die gleiche Beobachtung wurde für Histamin und Labradimil gemacht. Die Aufhebung der vaskulären Permeabilität durch Diclofenac bzw. Icatibant zeigte erneut die Vermittlung dieser Reaktion über den Bradykinin-2-Rezeptor. Im Gegensatz zu den Versuchen in Aortenringen kam es durch die Variation der NO-Bioverfügbarkeit (Hemmung der eNOS mittels L-NAME oder eNOS-Überexpression in der Mäuselinie eNOS+/+) zu keiner Änderung der Permeabilität. Vaskulärer oxidativer Stress hatte auch keinen Einfluss auf die durch Bradykinin bedingte vaskuläre Permeabilität. Die endothelspezifische Überexpression des humanen Bradykinin-2-Rezeptors in transgenen Versuchstieren (B2tg bzw. BK++) war jedoch mit einer erhöhten vaskulären Permeabilität verbunden, was sowohl im Miles-Assay als auch mittels 2-Photon Mikroskopie gezeigt werden konnte. Die Daten der vorliegenden Untersuchung haben somit gezeigt, dass Bradykinin, NO, C1-INH oder Icatibant keine Änderung der Proteinexpression des Bradykinin-2-Rezeptors verursachen. Somit ist eine Veränderung der Expression von B2 vermutlich nicht an der Pathogenese des Angioödems beteiligt. Zudem hat NO auch keine Wirkung auf die Bradykinin-vermittelte vaskuläre Extravasation im dorsalen Hautgewebe der Maus, aber die erhöhte endotheliale Expression des humanen Bradykinin-2-Rezeptors in transgenen Mäusen führte zu einer erhöhten vaskulären Permeabilität und könnte ein wichtiger Faktor sein bei der Pathogenese des Bradykinin-induzierten Angioödems. Zukünftige Ansätze, mit einer effektiven experimentellen Verknüpfung von physiologischen, molekularbiologischen Methoden und nicht-invasiven Darstellungen von funktionalen und strukturellen Aspekten biologischer Vorgänge werden weitere Fortschritte erbringen für das vertiefte Verständnis der involvierten biologischen Mechanismen und Faktoren.The role of transformation of bradykinin activity in hereditary angioedema and ACE inhibitor-induced angioedema has not yet been well recognized. This also includes regulation of the expression of the bradykinin B2 receptor. Until now, it has been little known whether and to what extent the changes in the sensitivity of the bradykinin B2 receptor after prolonged stimulation with bradykinin can happen. The same applies to the synthesis of vascular NO in response to the activation of the bradykinin B2 receptor. The aim of this work was to analyze the role of NO, bradykinin, C1 inhibitor, Icatibant and Diclofenac regarding the endothelial expression and activity of the bradykinin B2 receptor and involved signaling pathways. Another objective was to evaluate associated phenotypic changes by measuring aortic constriction as well as by determining vascular permeability using the Miles assay and two-photon microscopy. Since a direct examination of these issues on humans is not possible, the experimental setup is based on endothelial cells (porcine aortic endothelial cells, murine cerebral endothelial cells, endothelial umbilical cells) and on various organs of mouse lines (lung, left ventricular tissue, skin, ear, thoracic aortic rings). The results of this work showed that the mRNA and protein expression of the bradykinin B2 receptor was not altered by treatment of different cells (PAEC, bEND.3 and HUVEC) with bradykinin or the NO donors DEA/NO and DETA/NO. The change of NO bioavailability in the pulmonary tissue, the left ventricular heart tissue or the dermal tissue by pretreatment with the NO- donor PETN, inhibition of eNOS by LNA or use of the transgenic mouse line eNOS -/- and eNOS +/+ had no effect on the protein expression of the bradykinin B2 receptor. The same results were observed in the mouse pulmonary tissue when bradykinin synthesis was blocked with C1 inhibitor or when using the bradykinin antagonist Icatibant. The results of the present work demonstrated that NO has no influence on mobilization of ICa from intracellular pools. The bradykinin-induced increase in ICa was not altered by pre-incubation of bEND.3 cells with the NO donor DEA/NO. Phenotypic changes were detected by measuring aortic constriction as well as by determining vascular permeability using the Miles assay and two-photon microscopy. The aortic ring constrictions in the mouse line C57BL/6 were induced by bradykinin and mediated via the bradykinin B2 receptor. The constriction was attenuated by NO and abolished by Diclofenac or Icatibant indicating the importance of eNOS and cyclooxygenase for the functional activation of the bradykinin B2 receptor. Also, the vascular permeability of the dorsal dermal tissue in the mouse line C57BL/6 was increased by bradykinin and the same observation was made for histamine and labradimil. The removal of vascular permeability by Diclofenac or Icatibant again demonstrated the mediation of this response via the bradykinin B2 receptor. In contrast to the experiments in aortic rings, variation of the NO bioavailability (inhibition of eNOS by means of L-NAME or eNOS overexpression in the mouse line eNOS +/+) did not change the permeability. Vascular oxidative stress also had no effect on bradykinin-induced vascular permeability. However, endothelium-specific overexpression of the human bradykinin B2 receptor in transgenic test animals (B2tg and BK ++) was associated with increased vascular permeability that could be demonstrated both in the Miles assay and by two-photon microscopy. Thus, the data of the present study demonstrated that bradykinin, NO, C1-INH or Icatibant cause no change in protein expression of the bradykinin B2 receptor. Therefore, the change in the expression of B2 is probably not involved in the pathogenesis of angioedema. In addition, NO also has no effect on bradykinin-mediated vascular extravasation in the mouse dorsal dermal tissue, but the increased endothelial expression of the human bradykinin B2 receptor in transgenic mice resulted in increased vascular permeability and could be an important factor in the pathogenesis of the mouse Bradykinin-induced angioedema. Future approaches with an effective experimental combination of physiological, molecular biological methods and non-invasive representations of functional and structural aspects of biological processes will provide further progress for deep understanding of involved biological mechanisms and factors. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 04.12.2018 | |||||||
| Dateien geändert am: | 04.12.2018 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 08.05.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 11.10.2018 |
