Dokument: Regulation vaskulärer Funktionen durch den Transkriptionsfaktor Grainyhead-like 3
| Titel: | Regulation vaskulärer Funktionen durch den Transkriptionsfaktor Grainyhead-like 3 | |||||||
| Weiterer Titel: | Regulation of vascular functions by the transcription factor Grainyhead-like 3 | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54133 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200909-113525-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | MSc Jander, Kirsten [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Dr Altschmied, Joachim [Gutachter] Prof. Dr. Gödecke, Axel [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Das vaskuläre Endothel stellt die Barriere zwischen Blutstrom und umgebendem Gewebe dar und spielt darüber hinaus eine entscheidende Rolle bei der Regulation des Gefäßtonus und der Hämostase. Da endotheliale Dysfunktion zur Entwicklung vieler kardiovaskulärer Erkrankungen beiträgt, ist es entscheidend, die Mechanismen zu verstehen, die Endothelfunktionen aufrechterhalten. Der Transkriptionsfaktor Grainyhead-like 3 (GRHL3) spielt hierbei eine zentrale Rolle, indem er die Bioverfügbarkeit von Stickstoffmonoxid durch Aktivierung der endothelialen
NO-Synthase (eNOS) erhöht, Endothelzellmigration fördert und Endothelzellen vor Apoptose schützt. Ziel dieser Arbeit war es, Mechanismen zu untersuchen, über die GRHL3 selbst reguliert wird und wie GRHL3 in Endothelfunktionen eingreift. Die Aktivität von Transkriptionsfaktoren wird auf vielen Ebenen reguliert, darunter auch über Protein-Protein-Interaktionen, ihren Redoxstatus sowie die intrazelluläre Lokalisation. Ich konnte verifizieren, dass GRHL3 mit Non-POU Domain-Containing Octamer-Binding Protein (NONO) und Splicing Factor, Proline- and Glutamine-Rich (SFPQ), zwei Proteinen, die an Transkriptionsregulation und am Spleißen beteiligt sind, interagiert. Daher ist es möglich, dass diese Proteine die transkriptionelle Aktivität von GRHL3 modulieren und möglicherweise auch in das alternative Spleißen von GRHL3 selbst eingreifen. Zudem wurde erstmals gezeigt, dass eine der wichtigsten Oxidoreduktasen im Endothel, Thioredoxin-1, GRHL3-abhängige Transkription verstärken kann, was eine Regulation von GRHL3 auch über seinen Redoxstatus nahelegt. Im Rahmen der Untersuchung von Struktur-Funktionsbeziehungen wurde ein zweiteiliges, nukleäres Lokalisationssignal in GRHL3 identifiziert, dessen Deletion zu einer exklusiv zytoplasmatischen Lokalisation in primären humanen Endothelzellen führte. Erwartungsgemäß war diese Deletionsmutante nicht mehr in der Lage, GRHL3-abhängige Transkription zu aktivieren. Erstaunlicherweise konnte sie dennoch Endothelzellapoptose inhibieren. Diese extranukleären Funktion basiert wahrscheinlich zum Teil auf einer Interaktion mit eNOS. In Studien an murinen Mesenterial. Und Pulmonalarterien sowie der thorakalen Aorta konnte ich nachweisen, dass GRHL3 in vivo im Endothel unterschiedlicher Gefäßbetten exprimiert ist. Hier akkumuliert es verstärkt außerhalb des Zellkerns an Ausstülpungen der Plasmamembran, sogenannten myo-endothelialen Projektionen, wo es mit eNOS co-lokalisiert ist und interagiert, was die ex vivo Daten eindrucksvoll bestätigte. Zudem führte eine fettreiche Ernährung, ein Risikofaktor für kardiovsaskuläre Erkrankungen, zu einer dramatischen Abnahme von GRHL3 im Endothel. Zukünftige Arbeiten müssen zeigen, in welcher Weise GRHL3 über die Interaktionen mit NONO, SFPQ und Trx-1 reguliert wird und wie die Interaktion mit eNOS Einfluss auf weitere Parameter von Endothelfunktionen nimmt. Zudem ließe sich der Einfluss von GRHL3 auf Endothelfunktionen in vivo durch Verwendung von Mäusen mit einer endothelspezifischen Deletion von GRHL3 untersuchen.The vascular endothelium constitutes the barrier between the blood stream and surrounding tissue, but also plays a critical role in the regulation of vascular tone and hemostasis. Since endothelial dysfunction contributes to the development of all major cardiovascular diseases, it is crucial to understand the mechanisms that maintain endothelial functionality. In that respect, the transcription factor Grainyhead-like 3 (GRHL3) plays a key role enhancing nitric oxide (NO)-bioavailability through the activation of endothelial NO synthase (eNOS), promoting endothelial cell migration as well as inhibiting endothelial cell apoptosis. The aim of this thesis was to analyze mechanisms through which GRHL3 is regulated and how it affects endothelial functions. Transcription factor activity is regulated at multiple levels, including protein-protein interactions, their redox status and intracellular localization. I could verify the interactions of GRHL3 with the Non-POU Domain-Containing Octamer-Binding Protein (NONO) and Splicing Factor, Proline- and Glutamine-Rich (SFPQ), two proteins which participate in the regulation of transcription and splicing. Therefore, it is conceivable that these proteins modulate the transcriptional activity of GRHL3 and possibly also affect alternative splicing of GRHL3 itself. In addition, I could show for the first time that one of the major oxidoreductases in the endothelium, Thioredoxin-1, enhances GRHL3-dependent transcriptional activation, which implies regulation of GRHL3 via its redox status. The analysis of structure-function relationships revealed a bipartite nuclear localization signal in GRHL3 whose deletion led to exclusively cytoplasmic localization in primary human endothelial cells. As expected, this deletion mutant was incapable of activating GRHL3-dependent transcription. Surprisingly, it could still inhibit endothelial cell apoptosis. Most likely, this extra-nuclear function is based – at least in part – on an interaction with eNOS. In studies with murine mesenteric and pulmonary resistance arteries as well as the thoracic aorta, I could show that GRHL3 is expressed in vivo in the endothelium of different vascular beds. Here, it accumulates outside the nucleus in protrusions of the plasma membrane, so-called myoendothelial projections, where it co-localizes and interacts with eNOS, impressively corroborating the ex vivo data. Moreover, a high-fat diet, a risk factor for cardiovascular diseases, led to a dramatic reduction of GRHL3 levels in the endothelium. Future studies will have to reveal how GRHL3 is regulated through the interactions with NONO, SFPQ and Trx-1 and how the interaction with eNOS affects other parameters of endothelial functionality. In addition, the impact of GRHL3 on endothelial functions in vivo could be analyzed using mice with and endothelial-specific deletion of GRHL3. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Sonstige Einrichtungen/Externe » An-Institute » Institut für Umweltmedizinische Forschung (IUF) an der HHU | |||||||
| Dokument erstellt am: | 09.09.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 09.09.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 28.04.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.07.2020 |
