Dokument: Untersuchungen an murinen Atherosklerose-Modellen zum Einfluss von Statinen und Cyclooxygenase-Hemmstoffen auf die vaskuläre Extrazellulärmatrix

Titel:	Untersuchungen an murinen Atherosklerose-Modellen zum Einfluss von Statinen und Cyclooxygenase-Hemmstoffen auf die vaskuläre Extrazellulärmatrix
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=7387
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20080402-105841-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Marzoll, Andrea [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,68 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 01.04.2008 / geändert 01.04.2008
Beitragende:	Prof. Dr. Fischer, Jens Walter [Betreuer/Doktorvater] Prof. Dr. Proksch Peter [Gutachter]
Stichwörter:	Extrazellulärmatrix, Atherosklerose, Statine, COX-Inhibitoren, Mausmodelle
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Atherosklerose und die daraus resultierenden Folgeerscheinungen gehören zu einer der häufigsten Todesursachen in den westlichen Industrienationen und Japan. Die Atherosklerose wird mittlerweile als entzündlicher Prozess und kompensatorische Antwort auf Noxen, die eine Schädigung des Endothels hervorrufen, betrachtet. Zu diesen Noxen gehört u.a. ein erhöhter low density lipoprotein (LDL)-Spiegel. Deshalb tragen 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-Coenzym A-Reduktase-Inhibitoren (Statine) zu einer Reduktion der kardiovaskulären Morbidität und Mortalität bei. Statine zeigen unabhängig von der Reduktion des zirkulierenden LDL auch pleiotrope anti-atherosklerotische Effekte. So wird vermutet, dass Statine über eine verstärkte Akkumulation von Kollagen zur Stabilisierung von humanen atherosklerotischen Plaques beitragen und damit Folgekomplikationen wie Plaquerupturen verhindern. Weitere Einflüsse der Statine auf die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix (EZM) atherosklerotischer Läsionen sind nicht bekannt. Der Zusammensetzung der EZM kommt eine besondere Rolle in der Progression und der Stabilität von atherosklerotischen Plaques zu, da sie den Phänotyp der in ihr befindlichen Zellen hinsichtlich Migration und Proliferation, die mechanische Stabilität und die pro-thrombotischen Eigenschaften bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurde am Modell der atherosklerotischen ApoE-/--Maus in vivo mittels Rosuvastatin der Einfluss von Statinen auf die EZM untersucht. Im Speziellen wurde die Akkumulation von Proteoglykanen, Kollagen und Hyaluronsäure (HA) analysiert. Rosuvastatin führte zur Ausbildung einer kondensierten kollagen-reichen Matrix in den atherosklerotischen Läsionen. Damit assoziiert war eine verstärkte Akkumulation der beiden Kollagen-bindenden Proteoglykane Biglycan und Decorin. Im Gegensatz dazu wurden Perlecan und Versican, welche nicht mit Kollagen interagieren, nicht beeinflusst. Der Abbau von Kollagen wurde durch Rosuvastatin gehemmt, was von einer verminderten Aktivität der Gelatinasen innerhalb der atherosklerotischen Läsionen sowie durch eine reduzierte Expression von Matrix-Metalloproteinase 2 (MMP 2) und einer gesenkten Akkumulation von Kollagenspaltprodukten abgeleitet werden konnte. Weiterhin könnten die Kollagenfibrillen möglicherweise zusätzlich durch die Interaktion mit Biglycan und Decorin vor einem Abbau durch MMP geschützt werden. In vitro zeigte sich an glatten Muskelzellen eine Stimulation der mRNA-Expression von Biglycan und Decorin durch polymeres Kollagen. Es könnte also ein „positiver Rückkopplungsmechanismus“ vorliegen, der die Synthese von Biglycan und Decorin verstärkt, was seinerseits die Kollagenfibrillogenese beeinflusst und den Abbau von Kollagen hemmt. Rosuvastatin-Behandlung reduzierte die Expression von Cyclooxygenase 2 (COX 2) und die Akkumulation pro-atherosklerotischer HA. Alle beschriebenen Effekte waren unabhängig von einer Senkung des Plasma-Cholesterolspiegels. Die Befunde für Biglycan, Decorin und Kollagen konnten in humanen atherosklerotischen Plaques von mit Statinen behandelten Patienten bestätigt werden. Um die Korrelation zwischen der reduzierten Expression von COX 2 und verminderter HA-Akkumulation näher zu untersuchen, wurde durch COX-Inhibition mittels Rofecoxib und Indometacin der Einfluss von COX 2-abhängiger Prostaglandinsynthese auf die HA in zwei verschiedenen Atherosklerosemodellen getestet. Indometacin und Rofecoxib senkten beide die mRNA-Expression von HAS1 im Zuge einer Behandlung von ApoE-/--Mäusen, die noch vor der ersten Ausbildung von atherosklerotischen Plaques initiiert wurde. Beide COX-Inhibitoren führten auch im zweiten Atherosklerosemodell zur Senkung des HA-Gehaltes innerhalb einer Neointimahyperplasie, die durch Ligatur der A. carotis in ApoE-/--Mäusen hervorgerufen wurde. Abschließend betrachtet stellen Biglycan und Decorin möglicherweise neue Zielstrukturen einer Behandlung mit Statinen dar, die zur Ausbildung von stabilen kollagen-reichen atherosklerotischen Plaques führen. Die COX 2-Hemmung durch Coxibe könnte in Bezug auf eine reduzierte HA-Akkumulation einen anti-atherosklerotischen Effekt ausüben. Atherosclerosis and the resulting complications are the most common causes of death in the western industrial nations and Japan. Atherosclerosis is believed to be an inflammatory process following endothelial injury or dysfunction. Elevated low density lipoprotein (LDL) is a major risk factor for atherosclerosis. Statins, inhibitors of 3-hydroxyl-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, appear to have positive effects on cardiovascular morbidity and mortality. Beyond cholesterol lowering, statins show additional pleiotropic anti-atherosclerotic effects. It has been shown that statins contribute to stabilizing plaques by increasing the collagen content, which in turn inhibits plaque rupture and subsequent clinical complications. Additional effects of statins on extracellular matrix (ECM) of atherosclerotic lesions are not known so far. The composition of ECM plays a role in the progression and stability of plaques because of its importance for the phenotype of cells within the matrix and the mechanical properties of the plaques. This study was aimed to analyse the effects of statins on ECM using rosuvastatin in an in vivo model of atherosclerosis, the ApoE deficient mouse. Especially, the influence on proteoglycans, collagen and hyaluronan (HA) accumulation was analyzed. Rosuvastatin led to the formation of a condensed collagen rich matrix in atherosclerotic lesions. Furthermore, the increase in expression of the two collagen binding proteoglycans biglycan and decorin was associated with the augmentation of collagen deposition. In contrast, perlecan and versican, two proteoglycans not interacting with collagen, were not affected. Collagen turnover was reduced by a decrease of activity of gelatinases within the lesions. In addition, Rosuvastatin diminished the expression of matrix metalloproteinase 2 (MMP 2) and the accumulation of products resulting from collagen cleavage. Collagen cleavage by MMP might also be prevented by protective interaction of collagen fibrils with biglycan and decorin. Experiments in smooth muscle cells showed a stimulation of biglycan and decorin mRNA expression by polymeric collagen. Taken together, the current findings suggest that after rosuvastatin treatment a “positive feedback mechanism” could be in place: Increased collagen deposition due to decreased MMP-activity might stimulate decorin and biglycan expression which in turn inhibit collagen cleavage and subsequent the establishment of a dense collagen matrix. The key findings concerning biglycan, decorin and collagen were confirmed in human plaques of statin treated patients. Increased expression of cyclooxygenase 2 (COX 2) and accumulation of HA were also reduced by statin treatment. All results were independent of cholesterol lowering. In order to study the correlation between a reduction of COX 2 and reduced HA levels, the effects of COX inhibition by indomethacin and rofecoxib were analyzed in two different mouse models of atherosclerosis. Indomethacin and rofecoxib reduced HA-synthase1 (HAS1) mRNA expression when administered before initiation of plaques occurs suggesting a key role of COX 2. In the second model of neointimahyperplasia, induced by carotid artery ligation in ApoE deficient mice, both inhibitors reduced the accumulation of HA and expression of HAS1 mRNA. In conclusion, biglycan and decorin appear to be new targets of statin treatment which contribute to formation of stable plaques by stabilizing the collagen matrix. Additionally, COX 2 inhibition by coxibs reduces accumulation of HA in atherosclerotic lesions in mice which might result in inhibition of atherosclerosis after chronic use.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Pharmakologie und Klinische Pharmakologie
Dokument erstellt am:	01.04.2008
Dateien geändert am:	01.04.2008
Promotionsantrag am:	26.11.0007
Datum der Promotion:	09.01.0008