Dokument: Untersuchung der Rolle der Hyaluronsäuresynthase 3 während des Prozesses der phänotypischen Änderung von glatten Muskelzellen im Atherosklerose-Modell
| Titel: | Untersuchung der Rolle der Hyaluronsäuresynthase 3 während des Prozesses der phänotypischen Änderung von glatten Muskelzellen im Atherosklerose-Modell | |||||||
| Weiterer Titel: | Investigation of the role of hyaluronan synthase 3 during the process of phenotypic switching of smooth muscle cells in an atherosclerosis model | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58948 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20220314-084412-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Hartmann, Felicia [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Fischer, Jens W. [Gutachter] Prof. Dr. Gödecke, Axel [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Trotz jahrzehntelanger Forschung im Bereich der Atherosklerose ist das Wissen über die Reduktion von Plaqueruptur-induzierten, kardiovaskulären Ereignissen wie dem Myokardinfarkt vergleichsweise gering. Kürzlich veröffentlichte Studien indizieren eine wichtige Rolle von glatten Muskelzellen (SMC), SMC-Phänotypen und der Extrazellulären Matrix (EZM). Es konnte gezeigt werden, dass SMC eine hohe Plastizität in ihren Eigenschaften in Abhängigkeit ihres Phänotyps entwickeln und somit sowohl nützlichen als auch schädlichen Einfluss auf die Stabilität von Plaques nehmen können. Sie sind des Weiteren ein wichtiger Produzent des EZM-Moleküls Hyaluronsäure (HA), welche durch drei Synthasen produziert wird, die HA-Synthasen 1-3 (HAS1-3). Im Mausmodell konnte gezeigt werden, dass in der frühen Plaqueentwicklung insbesondere die Has3 mit vermehrter HA-Deposition und Makrophageninfiltration in Verbindung steht. Es ist jedoch nur wenig bekannt über die Interaktion zwischen SMC-Phänotyp, EZM und Plaquestabilität. Im Kontext der bereits bekannten Ergebnisse wollten wir uns in dieser Arbeit mit der Rolle der Has3 und ihren Einflüssen auf die phänotypische Änderung von SMC auseinandersetzen. Dafür wurden männliche Apolipoprotein E (ApoE)-/--Mäuse generiert, die sowohl ein Lineage Tracing-System für SMC besitzen als auch eine SMC-spezifische, induzierbare Has3-Defizienz. Diese Mäuse wurden für 15 Wochen mit einer Western Diät gefüttert und im Anschluss analysiert. Hierbei konnten wir feststellen, dass eine Defizienz der Has3 in SMC zu signifikant verringerter HA-Menge in der Läsion führte. Dies hatte keine Auswirkungen auf die Läsionsgrößen oder Gesamtplaquebelastungen. Jedoch zeigten diese Mäuse eine Erhöhung an phänotypisch modulierten, Galectin-3 (LGALS3)+-SMC, einhergehend mit einer Zunahme von Kollagenmenge, -reifung und -organisation in den Läsionen. Einzelzell-RNA-Sequenzierungen konnten diesen Effekt bekräftigen und gaben Hinweise auf eine vermehrte Proliferation und inflammatorische Immunantwort dieser modulierten SMC. Auch in vitro konnten wir einen Einfluss der Has3 auf den Phänotyp von SMC nachweisen, der mit Veränderungen in der Kollagenzusammensetzung einherging. Dieser Effekt konnte durch Blockierung des HA-bindenden Rezeptors CD44 imitiert werden, was eine Involvierung seinerseits in den Mechanismus wahrscheinlich macht. Die Ergebnisse dieser Arbeit legen daher nahe, dass die SMC-spezifische Has3 einen schädlichen Einfluss auf die atherosklerotische Plaquestabilität nimmt, durch Hemmung der phänotypischen Änderung von glatten Muskelzellen und damit verbundene Kollagenproduktion und -organisation, vermittelt über die HA/HAS3/CD44-Achse.Despite decades of research in the field of atherosclerosis, it remains poorly understood how to significantly reduce the prevalence of plaque rupture-induced cardiovascular diseases as myocardial infarctions. Recent studies have suggested an important role of smooth muscle cells (SMC), SMC-phenotype and extracellular matrix (ECM) environment. SMC has been shown to exacerbate a high plasticity of properties in dependency of their phenotype and can thereby either contribute beneficial or detrimental to plaque stability. Furthermore, SMC are an important producer of the ECM molecule hyaluronic acid (HA) which is produced by three synthases, HA-synthase 1-3 (HAS1-3). In a mouse model of atherosclerosis, Has3 was found to be induced together with increases in HA deposition and macrophage infiltration in early plaque development. However, little is known about the exact mechanisms of direct interaction between SMC phenotype, ECM and plaque stability. In context of the previous results, the aim of the present study was to investigate the role of Has3 and its influence on SMC phenotypic switching. For this purpose, we generated male Apolipoprotein E (ApoE)-/--mice with SMC lineage tracing system and a SMC specific, inducible Has3 deficiency. These mice were fed a western type diet for 15 weeks prior to analysis. We could show that SMC-Has3 deficiency leads to significant less HA deposition within the lesion. This seems not to affect lesion size or overall plaque burden. But notably, these mice showed a higher amount of phenotypic modulated Galectin-3 (LGALS3)+ SMC and increases in collagen deposition, maturation and organization. This effect was supported by scRNA-Seq analysis, which further revealed a hint to extended proliferation as well as inflammatory immune response of the modulated SMC. In in vitro studies we could confirm these results by observing regulatory effects of Has3 knockdown on SMC phenotype and changes in collagen composition. These effects could be mimicked by blocking HA binding receptor CD44 which could therefore play a crucial role for the mechanism. These results provide evidence that SMC-Has3 has a detrimental role for atherosclerotic plaque stability by reducing SMC phenotypic switching and thereby affects collagen synthesis and organization, driven by the HA/HAS3/CD44 axis. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 14.03.2022 | |||||||
| Dateien geändert am: | 14.03.2022 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.11.2021 | |||||||
| Datum der Promotion: | 24.02.2022 |
