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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-24205
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2005/2420/


Proteomanalyse wachsender Kollateralarterien sowie migrierender und nicht-migrierender Endothelzellen aus der Ratte (Rattus norvegicus, Berkenhout 1769) im Vergleich

Obermeyer, Natalie

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Arteriogenese, Endothelzellen, Vimentin
Basisklassifikation: 44.85 , 42.15
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Beisiegel, Ulrike (Prof. Dr. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 04.03.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 18.04.2005
Kurzfassung auf Deutsch: Arteriosklerotische Gefäßveränderungen führen zu Beeinträchtigungen der Hämodynamik. Wird ein Blutgefäß infolge einer Plaqueruptur verschlossen, wirkt eine verstärkte Schubspannung auf umliegende Anastomosen. Aus einigen dieser Anastomosen entwickeln sich daraufhin natürliche Umgehungskreisläufe – die Kollateralarterien. Die Ausbildung dieser kompensatorischen Gefäße verläuft sehr schnell und in zwei Phasen. Ein bis drei Tage post Okklusion findet eine proliferative Phase statt, in der Gefäßzellen starke mitotische Aktivität zeigen. Dann schließt sich von Tag 3-21 eine Remodeling-Phase an, in der das neue Gefäß einen intensiven Umbau erfährt, der zur Ausbildung der typischen Korkenzieher ähnlichen Struktur führt.
Damit derartige Reaktionen hervorgerufen werden können, ist die Übersetzung der auf die Gefäßzellen einwirkenden physikalischen Kraft auf eine biochemische Ebene in den Zellen notwendig. Auf veränderte biochemische Informationen antworten Zellen wiederum mit mechanischen Vorgängen wie z.B Migration oder Proliferation.

In der vorliegenden Arbeit werden Proteinexpressionsstudien von Kollateralarterien und Kontrollgefäßen unter Verwendung der zweidimensionalen Gelelektrophorese dargestellt. Mit dieser Methode konnte ein in Kollateralen stark hochreguliertes Protein ausfindig gemacht werden, welches sich bei der anschließenden massenspektrometrischen Analyse als das Intermediärfilament Vimentin identifizieren ließ.
Weiterhin wird in dieser Arbeit die Generierung eines in vitro Modellsystems vorgestellt, das die verschiedenen Phasen des Kollateralwachstums reflektieren kann. Dieses setzt sich aus zwei subklonierten Endothelzelllinien aus dem Rattenherzen zusammen. Eine dieser Zelllinie lässt sich durch eine sehr starke proliferative Aktivität charakterisieren, während die andere einen vorwiegend migrierenden Phänotyp aufzeigt. Proteinexpressionsstudien der Zellen ergaben, dass auch in diesem Fall die Vimentinkonzentration unterschiedlich war. Im migrierenden Zelltyp erwies sich die Vimentinexpression als wesentlich höher als im proliferierenden Zelltyp. Die Erkenntnis, dass sowohl in Kollateralarterien als auch in migrierenden Endothelzellen die Vimentinexpression im Vergleich zu Kontrollen bzw. proliferierenden Endothelzellen maßgeblich erhöht ist, gab den Anlass zu einer vertieften Analyse der Funktion des Strukturproteins. Es sollte herausgefunden werden, ob Vimentin einen Einfluss auf die Signaltransduktion hat, die dazu führt, dass biochemische Signale in einer Zelle mechanische Reaktionen, wie z.B. die Zellmigration, auslösen.

Mit Hilfe der RNA-Interferenz-Methode konnte die Vimentinexpression in migrierenden Endothelzellen erfolgreich supprimiert werden. Die Unterdrückung der Vimentinexpression führte unter anderem zu einer drastischen Reduktion des Migrationsvermögens (-50%) der Endothelzellen. Dies konnte sowohl durch videomikroskopische Aufnahmen als auch anhand von Boyden Kammer Experimenten gezeigt werden.
Somit konnte in der vorliegenden Arbeit zum ersten Mal bewiesen werden, dass das Intermediärfilament Vimentin maßgeblich an der Migration von Endothelzellen beteiligt ist. Folglich beeinflusst Vimentin die Übersetzung biochemischer Stimuli in eine mechanische Reaktion von Endothelzellen.

In weiterführenden Studien soll anhand von RNA-Interferenz-Experimenten in vivo herausgefunden werden, ob Vimentin auch beim Kollateralwachstum funktionell bedeutsam ist. Insbesondere soll untersucht werden, ob Vimentin ebenfalls die entgegengesetzte Informationsweiterleitung, d.h. die Transduktion physikalischer Kräfte, die beispielsweise bei erhöhtem Scherstress auf Zellen einwirken, in biochemische Vorgänge vermitteln kann.

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