Dokument: Veränderungen der Extrazellulärmatrix in humanen fibrotischen und kalzifizierten stenotischen Aortenklappen
| Titel: | Veränderungen der Extrazellulärmatrix in humanen fibrotischen und kalzifizierten stenotischen Aortenklappen | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54304 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200928-085800-7 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Klose, Svenja [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Artur Lichtenberg [Gutachter] PD Dr. Braun, Sebastian [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Kardiovaskuläre Erkrankungen und insbesondere valvuläre Herzerkrankungen sind Krankheiten des höheren Lebensalters und enden oft letal. Die Aortenklappe unterliegt hierbei im Rahmen der Degeneration komplexen Kalzifizierungsprozessen, die zu einer zunehmenden Verdickung der Klappentaschen und letztlich einer funktionseinschränkenden Stenose führen. Man vermutet der Atherosklerose ähnliche, aktive zugrundeliegende Prozesse, die mit einem Umbau der extrazellulären Matrix (ECM) der Taschen verbunden sind. Bestimmte Bestandteile der ECM wie die Proteoglykane Biglykan (BGN), Decorin (DCN), Versican (VER) und Lumican (LUM) sowie Hyaluronsäure (HA) und die chondroosteogenen Proteine Alkalische Phosphatase (ALPL) und Osteopontin (SPP1) zeigten in vorangegangenen Studien an kalzifizierten Aortenklappen bereits unterschiedliche Ausprägungen. Weitgehend unerforscht ist bislang die Zusammensetzung der ECM im Vergleich von frühen, fibrotischen und späten, kalzifizierten Degenerationsstadien insbesondere unter dem Einfluss von Diabetes.
Das Ziel dieser Arbeit ist es daher, die Genexpression wichtiger ECM-Bestandteile an fibrotischen und kalzifizierten humanen Aortenklappen von Patienten mit und ohne Diabetes zu untersuchen. Dazu wurde mittels RT-PCR die Genexpression von verschiedenen chondroosteogenen Markern sowie BGN, DCN, LUM und VER und von den HA-Synthasen (HAS) 1-3 analysiert. Die HAS1-3-Expression wurde zudem durch die Messung des HA-Gehalts durch einen HA-ELISA verifiziert. Im Rahmen von weiterführenden in vitro-Modellen an ovinen valvulären Interstitialzellen wurden zum einen die Rolle der HA im Kalzifizierungsprozess näher ergründet und zum anderen der Einfluss einer Hyperglykämie auf die Genexpression von BGN und HAS1-3 untersucht. Auch hier wurde zusätzlich der HA-Gehalt ermittelt. Die vorliegende Arbeit konnte in humanen Aortenklappen eine signifikante Hochregulation der Genexpression mutmaßlich pro-kalzifizierender ECM-Bestandteile in frühen Degenerationsstadien zeigen, zu denen die Proteoglykane BGN und VER zählen. Auch DCN demonstrierte diese signifikante Überexpression in fibrotischen Stadien. Die LUM- und ALPL-Expression blieben in den verschiedenen Stadien unverändert, wohingegen SPP1 in kalzifizierten Stadien signifikant mehr exprimiert wurde. Die HAS2- und 3-Expressionen waren in fibrotischen Klappentaschen signifikant hochreguliert, was sich durch einen ebenfalls erhöhten HA-Gehalt verifizieren ließ. Ein Diabetes hingegen schien auf die Zusammensetzung der ECM keinen Einfluss zu haben. In vitro führte eine Hyperglykämie jedoch zu einer höheren Expression der HAS2-3 und zu einem höheren HA-Gehalt. Aktiv die Kalzifizierung induzierende oder inhibierende Effekte konnten der HA in vitro nicht zugesprochen werden. Insgesamt könnten die vorliegenden Ergebnisse durch ein zunehmendes Verständnis der komplexen Mechanismen der Aortenklappendegeneration dabei helfen, zukünftig präventive Maßnahmen zu entwickeln, die Progression der Erkrankung aufzuhalten und bestehende Behandlungsmethoden zu verbessern.Cardiovascular diseases and especially those of the heart valves are diseases of the older age and often lead to death. As part of the degeneration process, the aortic valve is subject to complex calcification processes that lead to an increasing thickening of the cusps and finally to a function-restricting stenosis. Active processes, similar to those of atherosclerosis, are associated with a remodeling of the extracellular matrix (ECM) of the cusps. Certain components of the ECM such as the proteoglycans biglycan (BGN), decorin (DCN), versican (VER) and lumican (LUM) as well as hyaluronic acid (HA) and the chondro-osteogenic proteins alkaline phosphatase (ALPL) and osteopontin (SPP1) showed in previous studies on calcified aortic valves different expressions. To date, the composition of ECM in early fibrotic and late calcified stages of degeneration has been largely unexplored, especially under the influence of diabetes. The aim of this work is therefore to investigate the gene expression of important ECM components in fibrotic and calcified human aortic valves of patients with and without diabetes. For this purpose, the gene expression of various chondro-osteogenic markers as well as BGN, DCN, LUM and VER and of the HA synthases (HAS) 1-3 was analyzed using RT-PCR. HAS1-3 expression was also verified by measuring the HA content with an HA-ELISA. In the context of further in vitro models on ovine valvular interstitial cells, the role of HA in the calcification process and the influence of hyperglycemia on the gene expression of BGN and HAS1-3 was investigated. The HA content was also determined. In the present work human aortic valves have shown a significant upregulation of gene expression of ECM components in early stages of disease including the proteoglycans BGN and VER, which are supposed to have calcifiying effects. DCN also demonstrated this significant higher expression in fibrotic stages. LUM and ALPL expression remained unchanged in the different stages, whereas SPP1 expression was significantly higher in the calcified stages. The HAS2 and 3 expressions were significantly upregulated in fibrotic cusps, which could also be verified by an increased HA content. Diabetes did not appear to have any influence on the composition of the ECM. In vitro, however, hyperglycemia led to a higher expression of HAS2-3 and to a higher HA content. HA did not contribute to active calcification-inducing or -inhibiting effects in vitro. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 28.09.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 28.09.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.03.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 23.09.2020 |
