Matrixmetalloproteinasen in humanen Endothelzellen -Produktion, Sekretion und Regulierung der endothelialen Matrixmetalloproteinasen-

Matrixmetalloproteinasen beeinflussen die Entstehung, die Progression und die Komplikationen der Atherosklerose. Sie spielen eine wichtige Rolle beim Abbau der vaskulären Basalmembran und der Extrazellularmatrix. Vermutlich sind sie über diese Mechanismen und über die Beeinflussung der Endothelzellb...

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1. Verfasser: Ludwig, Nils
Beteiligte: Christ, Michael (Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2005
Innere Medizin
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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contents Matrixmetalloproteinases play an important role in the formation, progression and the complications of atherosclerosis. Likely, Matrixmetalloproteinases are involved in the pathogensis of atherosclerosis by influencing the endothelial barrier by decomposing the basalmembrane and the extracellular matrix. It´s questionable whether endothelial cells produce MMPs and whether the renin-angiotensin-aldosterone system, which is presumed to play a role in the pathogenesis of atherosclerosis, could influence this production. In the first step of this study we detected the gelatinaes MMP-2 and MMP-9 in conditioned medium of HUVECs (human umbilical vein endothelial cells). Zymographic analysis revealed gelatinolytic activity at 72 (pro-MMP-2), 64 (intermediate MMP-2) and 62 kD (active MMP-2). The treatment of HUVECs with bradykinin led to an increased secretion of pro-MMP-2. When we stimulated HUVECs with PMA as well as IL-1β, there was an increased appearence of intermediate and active MMP-2 in the conditioned medium. After the incubation with Cycloheximide, a proteinsynthesis inhibitor, little pro-MMP-2 was found. That means, that most of pro-MMP-2 must have been syntheticized de-novo and that only a few Proteinases were already ready for secretion in vesicels. The transport of these vesicles can be hindered with Colchicin. In the next step we investigated the influence of the renin-angiotensin-aldosterone-system upon the endothelial MMP-2. Aldosterone led to an increased appearence of pro-MMP-2 in the conditioned medium. In contrast to that we found only a tendency of increased pro-MMP-2 in the angiotensin II conditioned medium. In summary we proceed from the assumption that the RAA-System could influence the endothelial MMP-Production. However the low ability to stimulate the endothelial MMP and the high interexperimentel variability don´t allow a final valuation. In the future it will be necessary to carry out more studies to characterize the correlation between MMPs and the renin-angiotensin-aldosterone system.
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MMP-2
Endothel
Matrixmetalloproteinases
MMP-2
Aldosteron
Angiotensin II
Medizin, Gesundheit
Matrixmetalloproteinasen
Ludwig, Nils
Matrixmetalloproteinasen in humanen Endothelzellen -Produktion, Sekretion und Regulierung der endothelialen Matrixmetalloproteinasen-
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institution Innere Medizin
author Ludwig, Nils
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description Matrixmetalloproteinasen beeinflussen die Entstehung, die Progression und die Komplikationen der Atherosklerose. Sie spielen eine wichtige Rolle beim Abbau der vaskulären Basalmembran und der Extrazellularmatrix. Vermutlich sind sie über diese Mechanismen und über die Beeinflussung der Endothelzellbarriere wesentlich an der Pathogenese der Atherosklerose beteiligt. Im ersten Teil der Arbeit beschäftigten wir uns mit der Frage, ob MMPs durch Endothelzellen gebildet werden können. Bei unseren Versuchen konnten wir die Präsenz von MMP-2 und MMP-9 im Überstand von humanen Nabelschnurvenenendothelzellen (HUVECs) nachweisen. Somit sind menschliche Endothelzellen direkt an der lokalen Produktion von MMPs beteiligt. Im zweiten Teil der Arbeit wurde untersucht, wie MMP-2 in den Nabelschnurendothelien gebildet und reguliert wird. MMP-2 wird in Endothelzellen zeitabhängig sezerniert. Bradykinin führt dosisabhängig zu einer gesteigerten pro-MMP-2 Sekretion. Bei der Stimulation mit PMA und Interleukin 1-beta wird demgegenüber vermehrt intermediäres und aktives MMP-2 im Überstand detektiert. Nach der Vorbehandlung der Zellen mit dem Proteinsynthesehemmer Cycloheximid war nach 24 Stunden nahezu kein pro-MMP-2 mehr im Überstand der Endothelzellkulturen nachweisbar. Das Tubulusgift Colchicin führte zu einer signifikanten Verringerung der freigesetzten pro-MMP-2 Menge. Es ließ sich jedoch noch eine geringe Menge an intermediären und aktiven MMP-2 nachweisen. In weiteren Experimenten sollte untersucht werden, ob die Komponenten des Renin-Angiotensin-Aldosteron Systems, welche als wichtige Faktoren in der Pathogenese der Atherosklerose diskutiert werden, die endotheliale Synthese und Freisetzung von MMP-2 regulieren. Dabei zeigte sich, dass Aldosteron einen signifikanten stimulatorischen Effekt auf die pro-MMP-2 Menge im Überstand der HUVECs besitzt. Im Gegensatz dazu ließ sich bei der Stimulation der Endothelzellen mit Angiotensin II nur eine tendenziell vorhandene Erhöhung der Angiotensin II induzierten MMP-2 Bildung nachweisen. Zusammenfassend ist von einer Beeinflussung der endothelialen MMP-Bildung durch Komponenten des RAAS auszugehen. Die geringe Stimulierbarkeit der endothelialen MMP und die hohe interexperimentelle Variabilität der MMP-Bildung lassen jedoch keine abschließende Bewertung zu. In Zukunft wird es sicherlich notwendig sein, weitere Studien (evtl. mit molekularbiologischen Ansätzen) zur näheren Charakterisierung des Zusammenhanges zwischen RAAS und der MMP-Bildung in HUVECs durchzuführen.
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