Untersuchung zu anti-atherosklerotischen Mechanismen des Angiotensin II-Subtyp 2-Rezeptors

Abstract

Atherosklerose stellt eine chronische Systemerkrankung der arteriellen Gefäße dar, während der es zu fibromatösen herdförmigen Veränderungen der Arterienwand mit Invasion von Makrophagen, Einlagerung von Lipiden, Proliferation von glatten Muskelzellen und Beschädigung des Gewebes kommt. Als potenter Regulator des kardiovaskulären Systems ist Angiotensin II (Ang II) durch den Einfluss auf Zellwachstum, Proliferation, Apoptose und Inflammation grundlegend an der Pathogenese der Atherosklerose beteiligt. Beim Menschen deutet die beobachtete Expressionssteigerung des Ang II-Subtyp 2 (AT2) -Rezeptors in atherosklerotischen Läsionen auf eine Beteiligung des Rezeptors am atheromatösen Prozess hin, wobei die Bedeutung des Rezeptors im Prozess der Atherosklerose bislang unklar ist. In dieser Arbeit wurde mit der Generierung einer transgenen Mauslinie, welche den AT2-Rezeptor isoliert in vaskulären Endothelzellen überexprimiert, die Basis geschaffen, um in vivo den Einfluss des AT2-Rezeptors auf den Prozess der Atherosklerose aufklären zu können. Für EA.hy926- und THP-1-Zellen konnte in dieser Arbeit eine stabile Überexpression des AT2-Rezeptors durch die Transduktion mit lentiviralen Partikeln erreicht werden. Die Hemmung von pro-inflammatorischen Signaltransduktionskaskaden durch die Überexpression des AT2-Rezeptors per se deutete in diesem Zusammenhang auf eine erhebliche konstitutive Aktivität des Rezeptors und anti-inflammatorische Effekte des Rezeptors hin. Mithilfe der benutzten Reporter-Systeme war so eine deutliche AT2-Rezeptor-vermittelte Hemmung der NFкB-Aktivierung (Nuclear Factor-KappaB) zu erkennen. Für die Signalkaskaden NFAT (Nuclear Factor Of Activated T-Cells) und SRE (Serum Response Element) konnte ebenfalls eine AT2-Rezeptor-vermittelte Aktivitätsminderung gezeigt werden. Ein weiteres Kernstück dieser Arbeit war die Untersuchung von genetischen Varianten der Ang II-Rezeptorsubtypen in einer prospektiven Kohortenstudie. Hierbei sollte geklärt werden, ob die besagten Rezeptor-Polymorphismen für die Risikostratifizierung von Patienten mit kardiovaskulären Erkrankungen verwendet werden können. Erstmalig zeigte sich ein Zusammenhang zwischen dem AGTR1/A1166C-Polymorphismus des Ang II-Subtyp 1 (AT1) -Rezeptors und der Prävalenz des Myokardinfarktes in unserem Studienkollektiv. Des Weiteren konnte für den AGTR1/A153G-Polymorphismus des AT1-Rezeptors und den AGTR2/G1332A-Polymorphismus des AT2-Rezeptors ein Zusammenhang mit der Prävalenz der Koronaren Herzerkrankung und der eingeschränkten linksventrikulären Funktion festgestellt werden. Zusammenfassend wurde in der vorliegenden Arbeit somit die Grundlage für die Untersuchung der Bedeutung des AT2-Rezeptors auf den Prozess der Atherosklerose gelegt und die Assoziation von genetischen Variationen der Ang II-Rezeptorgensequenzen mit kardiovaskulären Erkrankungen gezeigt.

Atherosclerosis, a chronic disease of the vascular system, leads to focal fibrotic alterations of the arterial wall. There, invasion of macrophages, lipid accumulation, proliferation of vascular smooth muscle cells, and tissue damage could be observed. Angiotensin II (Ang II), a potent regulator of the cardiovascular system, is involved in the pathogenesis of atherosclerosis due to its influence on cardiovascular cell growth, proliferation, apoptosis and inflammation. The observed increase of the expression of the Ang II-subtype 2 (AT2) -receptor in human atherosclerotic lesions suggests an involvement of this receptor in atherogenesis. However, its functional importance in human atherosclerosis has not been demonstrated so far. In this work the generation of a transgenic mouse model with vascular endothelial-specific overexpression of the AT2-receptor is described, which will provide the basis to elucidate the influence of the AT2-receptor in the process of atherosclerosis in vivo. In the present work a stable overexpression system of the AT2-receptor in EA.hy926 and THP-1 cells was generated by a lentiviral approach. In this context, the overexpression of the AT2-receptor itself led to an inhibition of pro-inflammatory signaling cascades. This suggests that the receptor has considerable constitutive activity and anti-inflammatory effects. By the use of reporter-systems we could show a distinct AT2-receptor-mediated inhibition of NFкB-activation (nuclear factor-kappaB). An AT2-receptor-mediated reduction of the NFAT- (nuclear factor of activated T-cells) and SRE-activation (serum response element) could be shown as well. Another central item of this work was the investigation of genetic variants in the Ang II-receptor subtypes in a prospective cohort study to elucidate their eligibility for risk stratification of patients with cardiovascular disease. For the first time a correlation between the AGTR1/A1166C-polymorphism of the Ang II-subtype 1 (AT1) -receptor and the prevalence of myocardial infarction was demonstrated. Furthermore, the AGTR1/A153G-polymorphism of the AT1-receptor and the AGTR2/G1332A-polymorphism of the AT2-receptor were associated with the prevalence of coronary heart disease and impaired left ventricular function. In summary the present work provides the basis for the evaluation of the AT2-receptor in the development of atherosclerosis, and the role of the genetic variants of the Ang II-receptor subtypes in cardiovascular disease were shown.