Dokument: Dosis-abhängiger Einfluss von Lipopolysaccharid und oxidierten Phosphatidylcholinen auf endotheliale Funktionen
| Titel: | Dosis-abhängiger Einfluss von Lipopolysaccharid und oxidierten Phosphatidylcholinen auf endotheliale Funktionen | |||||||
| Weiterer Titel: | Dose-dependent effect of lipopolysaccharide and oxidized phosphatidylcholines on endothelial functions | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=69833 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20250701-112146-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Merk, Dennis [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Haendeler, Judith [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Endothel, Lipopolysaccharid, Koffein, Seneszenz, SELENOT | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Herzkreislauferkrankungen sind die weltweit führende Ursache von Morbidität und Mortalität. Bei der Pathogenese dieser Erkrankungen spielt die Fehlfunktion des Endothels, der innersten Schicht aller Blutgefäße, eine kritische Rolle. Ziel dieser Arbeit war es Faktoren zu untersuchen, welche zur endothelialen Dysfunktion führen können und Therapiemöglichkeiten zu identifizieren, um dieser entgegenzuwirken. Dafür wurde der Einfluss hoher und niedriger
LPS-Konzentrationen auf das Endothel untersucht, die sich im Rahmen einer Sepsis und durch ungesunde Ernährung ergeben. Bei der Entstehung der nicht-alkoholischen Fettleber-Erkrankung (NAFLD) wurde die AAV8-vermittelte Expression von scFv-E06 als möglicher Therapieansatz untersucht. Es konnte in einem Ernährungsmodell gezeigt werden, dass oxidierte Phosphatidylcholine (oxPC) das Entstehen und Fortschreiten der NAFLD fördern und zu einem dysregulierten mitochondrialen Metabolismus und zu veränderter Genexpression führen. Die Elimination dieser oxPC, durch die hepatische Expression von scFv-E06, konnte diese Auswirkungen als therapeutischen Ansatz verhindern. Im Weiteren konnte gezeigt werden, dass in primären Endothelzellen die Konzentrationen von Lipopolysaccharid (LPS), wie sie bei einer Sepsis im Blutstrom gemessen werden, zur Aktivierung und Apoptose führen – beides Merkmale der endothelialen Dysfunktion. In vorangehenden Studien wurde gezeigt, dass APEX1 Endothelzellen vor Apoptose schützt und dafür die ersten 20 Aminosäuren ausreichen. Daher wurden Gene mithilfe des RNA deep sequencing gesucht, welche durch LPS und APEX1 (1-20) hochreguliert wurden. In diesem Screen wurde Selenoprotein T (SELENOT) identifiziert und ein Expressionsvektor generiert, um dessen Einfluss auf die LPS-induzierte Aktivierung und Apoptose von Endothelzellen zu untersuchen. Die Expression von SELENOT führte dabei zur Verhinderung der negativen LPS-Effekte. Daher könnte eine Aktivierung und/oder Erhöhung von SELENOT zur Verhinderung der endothelialen Dysfunktion beitragen. Schließlich wurde der Einfluss von LPS in Konzentrationen, die mit fettreicher Ernährung im Blutstrom erzielt werden, auf die Seneszenz von Endothelzellen untersucht. Diese niedrigen LPS-Konzentrationen induzierten nach 14 Tagen Endothelzellseneszenz. Eine präventive Behandlung mit Koffein wirkte der Entstehung der Endothelzellseneszenz entgegen. Interessanterweise konnte auch eine therapeutische Behandlung mit Koffein nach Induktion der Seneszenz diese reduzieren. Dieser Effekt konnte auch durch die permanente Expression von mitochondrialem p27 als Downstream-Effektor von Koffein erzielt werden. Daher könnte Koffein ebenfalls zur Verbesserung der Endothelfunktion beitragen. In dieser Arbeit konnten verschiedene Ursachen, die die endotheliale Dysfunktion induzieren, aufgezeigt werden, sowie einige zugrundeliegende Mechanismen identifiziert werden. Daraus könnten mögliche Ansätze zum Erhalt der Funktionen des Endothels abgeleitet werden.Cardiovascular diseases are the leading cause of morbidity and mortality worldwide. The dysfunction of the endothelium, the innermost layer of all blood vessels, plays a critical role dur ing their pathogenesis. The aim of this dissertation was to investigate factors that can lead to the development of endothelial dysfunction and to identify therapeutic options to counteract this. Therefore, the effect of high- and low-LPS concentrations on the endothelium, due to epsis and unhealthy diet, was investigated. During the development of the non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) the AAV8-transmitted expression of scFv-E06 as a potential therapeutic approach was investigated. In a dietary model oxidized phosphatidylcholines (oxPCs) were found to promote the development and progression of NAFLD and lead to dysregulated mitochondrial metabolism and altered gene expression. This was inhibited by the elimination of oxPCs by hepatic expression of scFv-E06 as a therapeutic intervention. Furthermore, it was shown that concentrations of lipopolysaccharide (LPS) equal to those measured in the bloodstream of patients during sepsis lead to activation and apoptosis in primary endothelial cells – both characteristics of endothelial dysfunction. In previous studies it was shown that APEX1 protects endothelial cells from apoptosis and that the first 20 amino acids are sufficient for this effect. Therefore, RNA deep sequencing was used to identify genes which are upregulated by LPS and APEX1 (1-20). In this screening selenoprotein T (SELENOT) was revealed and an expression vector was generated to measure its effect on LPS-induced activation and apoptosis of endothelial cells. The expression of SELENOT inhibited the negative LPS-effects, which is why an increase in activity or elevation of SELENOT levels could prevent endothelial dysfunction. Finally, the effect of LPS concentrations measured in the bloodstream during high-fat diet was investigated in the view of endothelial senescence. These low LPS concentrations induced endothelial senescence after 14 days. Preventive treatment with caffeine inhibited the development of endothelial senescence. Interestingly, therapeutic treatment with caffeine also reduced the endothelial senescence after its induction. This effect was also observed by permanent expression of mitochondrial p27 as a downstream effector of caffeine. This leads to the suggestion that caffeine could also improve endothelial function. In this dissertation different causes of endothelial dysfunction and their underlying mechanisms were identified. These could be used to find therapeutic approaches to improve the maintenance and functions of the endothelium. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 01.07.2025 | |||||||
| Dateien geändert am: | 01.07.2025 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.04.2025 | |||||||
| Datum der Promotion: | 21.05.2025 |
