NOD1 and NOD2 in microRNA-regulated vascular inflammation, cholesterol metabolism and atherogenesis

Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei separate Projekte bearbeitet: zum einen die NOD-abhängige miRNA Regulation und deren Einfluss auf die endotheliale Zytokinexpression als wesentlicher Bestandteil der vaskulären Inflammation. Zum anderen wurde die Rolle der Immunrezeptoren NOD1 und NOD2 innerhalb der Atherogenese und des Cholesterolmetabolismus charakterisiert. NOD1 und NOD2 gehören zur Proteinfamilie der Pattern Recognition Rezeptoren, welche für die Pathogenerkennung und nachgeschaltete angeborene Immunantwort relevant sind. Innerhalb des ersten Projektes wurden in murinen primären Lungenendothelzellen nach NOD Aktivierung drei differentiell regulierte miRNAs nachgewiesen: miR-147-3p, miR-200a-3p und miR-298-5p. Basierend auf der aktuellen Literatur und in dieser Arbeit durchgeführten in-silico Analysen konnten die Zytokine TNF-α und IL-6 als potentielle Zielgene der miRNAs miR-147-3p und miR-298-5p identifiziert werden. Dies wurde anhand einer verminderten Expression von TNF-α und IL-6 nach Transfektion mit entsprechenden miRNA mimics validiert. Da eine NOD Stimulation zur reduzierten Expression dieser beiden miRNAs führt, implizieren diese Ergebnisse einen miRNA-abhängigen, verstärkenden Effekt der NOD Stimulation auf endotheliale Zytokinexpression und vaskuläre Inflammation. Im zweiten Projekt konnte gezeigt werden, dass eine systemische Deletion von NOD1 und NOD2 zu verringerter Lipideinlagerung und Ansammlung von Monozyten/Makrophagen im atherosklerotischen Plaque führt. Dies geht mit reduzierten Plasma Cholesterolwerten einher und kann verschiedene Ursachen haben: zum einen zeigen Nod-defiziente Tiere eine erhöhte LRP1 Expression in der Leber, was auf eine verstärkte hepatische Cholesterolaufnahme hinweist. Makrophagen Nod-defizienter Mäuse weisen eine verstärkte Expression der Cholesteroltransporter ABCA1 und ABCG1 und eine reduzierte Schaumzellbildung auf, was einen gesteigerten reversen Cholesteroltransport in Nod-defizienten Mäusen nahelegt. Weiterhin konnte deutlich mehr Cholesterol und ein erhöhtes Vorkommen des Cholesterol metabolisierenden Darmbakteriums Eubacterium coprostanoligenes in Coecen Nod-defizienter Mäuse nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse identifizieren NOD1 und NOD2 als essentielle Regulatoren innerhalb der Inflammation, des Cholesterolmetabolismus und der Atherogenese.