Dokument: Regulation of the redox response dependent gene expression through endogeneous and exogeneous stimuli in human endothelial cells
| Titel: | Regulation of the redox response dependent gene expression through endogeneous and exogeneous stimuli in human endothelial cells | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=50593 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20190904-110919-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Häberlein, Magalie [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Dr. rer. nat. Cortese-Krott, Miriam [Gutachter] Prof. Dr. Suschek, Christoph V. [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | redox, Nrf2, endothelial dysfunction | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Endotheliale Dysfunktion ist eine der wesentlichen Ursachen der Atherosklerose. Diese steht im Zusammenhang mit oxidativem Stress und einem Ungleichgewicht des Redoxstatuses der Endothelzelle. Somit sind modulierende Vorgänge der Redoxhomöostase zugunsten von Antioxidantien ein wichtiger Bestandteil zur Prävention und zur Behandlung der Atherosklerose.
Nrf2 gehört zu den wichtigsten Regulatoren dieser Homöostase durch Expression mehrerer antioxidativer Enzyme wie zum Beispiel der Hämoxygenase I (HO-1), der NADPH dehydrokinase quinone 1 (NQO1) und der katalytischen Einheit der Glutamatcysteinligase (GCLC). Oxidativer Stress ist außerdem einer der Hauptfaktoren, die zur Fehlfunktion des Stickstoffmonooxid (NO)/lösliche Guanylatcyclase (sGC)/ cyclisches Guanosinmonophosphat (cGMP) – Kreislaufs in Gefäßen führt. Das Hauptziel dieser Arbeit war es, den Redoxstatus der Endothelzelle durch exo- und endogene Stimuli zu modulieren, um einen Schutz gegen die oxidative Belastung der Zelle zu erreichen. Die Arbeit zeigt, dass die endogenen Gasotransmitter NO und Hydrogensulfid (H2S) die Expression der antioxidativen Enzyme NQO1 und HO-1 in HUVECs erhöhen. Eine gemeinsame Inkubation der beiden Gasotransmitter zeigte eine noch deutlichere Steigerung der Enzymexpression. Die Ausschaltung der endogenen NO-Quelle durch den NOS-Inhibitor L-NAME ergab eine Reduktion der gesteigerten Proteinproduktion, was auf eine indirekte Interaktion der beiden Gasotransmitter NO und H2S schließen lässt. Außerdem zeigten die HUVECs nach Inkubation mit der exogenen elektrophilen Substanz (-)-epicatechin, die in verschiedenen Nahrungsmitteln enthalten ist, in bestimmten Konzentrationen gesteigerte GSH – Level. Nur eine hohe Konzentration von H2S konnte ebenfalls die zelluläre GSH – Konzentration steigern. Auch hierbei ergab eine simultane Inkubation der HUVECs mit NO und H2S in bestimmten Konzentrationen höhere Werte. Auch die cGMP-Level in HUVECs wurden vor allem durch die gleichzeitige Inkubation der beiden Gasotransmitter erhöht. Diese Ergebnisse bestätigen die Möglichkeit einer Modulation des Redoxstatus der Endothelzelle durch die hier verwendeten exo- und endogenen Stimuli. Darüber hinaus wird die indirekte Interaktion der beiden ubiquitär vorhandenen Gasotransmitter NO und H2S deutlich. Folglich lässt sich die Endothelzelle zugunsten der antioxidativen Abwehr beeinflussen, wodurch diese vor weiteren oxidativen Zellschäden geschützt werden kann.One of the main causes of atherosclerosis is endothelial dysfunction. It is associated with oxidative stress, an imbalance of the redox state of the endothelial cell (EC). Hence, modulating processes of the redox state of the EC in favor of the antioxidative response are a main part to prevent atherosclerosis. Nrf2 belongs to the master regulators of redox homeostasis by regulating the expression of antioxidative enzymes like hemeoxygenase I (HO-1), NADPH dehydrokinase quinine 1 (NQO1) and glutamate cysteine ligase catalytic subunit (GCLC). Oxidative stress can lead to dysfunction of the NO/soluble guanylate cyclase (sGC)/ guanosine cyclic monophosphate (cGMP) pathway in the vasculature. Therefore, the aim of this dissertation was to modulate the redox state of the human endothelial cell through endogenous and exogenous stimuli to gain a protection against oxidative cell damage. This work shows that the used endogenous gasotransmitters NO and H2S enhanced the expression of the antioxidative enzymes HO-1 and NQO1. The simultaneous incubation of both molecules showed a potentiation of the effects observed after single incubation. The inhibition of endogenous NO production by the NOS inhibitor L-NAME decreased the effects of sulfide, indicating an interaction between sulfide and endogenous NO production in endothelial cells. In flow cytometry the used exogeneous electrophil (-)-epicatechin, which is contained in food, showed an enhancement of total free thiols in EC in a concentration dependent manner. The cellular GSH concentration was only increased by a high concentration of the H2S donor as well as by the co – incubation of NO and H2S. cGMP levels were augmented through incubation of simultaneous treatments of H2S donor and NO donors. This up-regulation of antioxidant enzyme levels as well as the up-regulation of GSH modulates the redox state of the EC in favor of an antioxidative response. Furthermore, the indirect interaction of the ubiquitously present gasotransmitters becomes apparent. Therefore we could show a modulation of the redox state of endothelial cells through exogenous stimuli such as (-)-epicatechin and endogenous stimuli such as NO and H2S. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 04.09.2019 | |||||||
| Dateien geändert am: | 04.09.2019 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 12.09.2018 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.05.2019 |
