@phdthesis{Peter2012,
  author    = {Peter, Dominik},
  title     = {Reorganisation der Zellkontakte der Endothelbarriere bei der Stabilisierung durch cAMP und Rac1},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-97787},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Zwischen Blutkompartiment und umliegenden Interstitium besteht eine Barriere, die durch eine einzelne Schicht aus Endothelzellen gebildet wird. Essentiell f{\"u}r diese Barriere, deren Funktion in der Begrenzung des Austausches von Fl{\"u}ssigkeit und gel{\"o}sten Stoffen liegt, sind interzellul{\"a}re Junktionen, welche die Endothelzellen miteinander verbinden. Durch eine gest{\"o}rte Funktion und Regulation der Endothelbarriere entstehen beim Menschen verschiedene Pathologien wie zum Beispiel {\"O}deme, h{\"a}morrhagischer Schlaganfall und vaskul{\"a}re Malformationen. Es ist bekannt, dass cAMP die Endothelbarriere zum Teil durch Aktivierung der kleinen GTPase Rac1 stabilisiert. Trotz der großen medizinischen Relevanz dieses Signalweges, sind die damit einhergehenden Effekte auf die interzellul{\"a}ren Kontakte auf ultrastruktureller Ebene weitgehend unbekannt. In mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellkulturen kam es {\"a}hnlich wie in intakten Mikrogef{\"a}ßen zur St{\"a}rkung der Barrierefunktion. So resultierte sowohl nach Behandlung mit Forskolin und Rolipram (F/R), welche zur Steigerung der intrazellul{\"a}ren cAMP-Spiegel f{\"u}hren, als auch nach Zugabe von 8-(4-chlorophenylthio)-2´-O-methyladenosin-3´,5´-cyclic monophosphorothioate (O-Me-cAMP), einem selektiven Aktivator des cAMP nachgeschalteten Epac/Rap1-Signalweges, ein Anstieg des TER; außerdem konnte durch beide Substanzen (F/R und O-Me-cAMP) die Aktivierung von Rac1 induziert werden. Desweiteren wurde eine verst{\"a}rkte Intensit{\"a}t und Linearisierung des Immunfluoreszenzsignals der Zelljunktionsproteine VE-Cadherin und Claudin5 entlang der Zellgrenzen beobachtet. In der ultrastrukturellen Analyse der interzellul{\"a}ren Kontaktzonen-Architektur zeigte sich unter F/R- oder O-Me-cAMP-Exposition ein signifikanter Anstieg an komplexen Interdigitationen. Diese komplexen Strukturen waren dadurch charakterisiert, dass sich die Membranen benachbarter Zellen, die durch zahlreiche endotheliale Junktionen stabilisiert wurden, {\"u}ber vergleichsweise lange Distanzen eng aneinanderlegten, so dass ein deutlich verl{\"a}ngerter Interzellularspalt resultierte. Die Inhibition der Rac1-Aktivierung durch NSC-23766 verminderte die Barrierefunktion und blockierte effektiv die O-Me-cAMP-vermittelte Barrierestabilisierung und Reorganisation der Kontaktzone einschließlich der Junktionsproteine. Demgegen{\"u}ber konnte die F/R-vermittelte Barrierestabilisierung durch NSC-23766 nicht beeintr{\"a}chtigt werden. Parallel dazu durchgef{\"u}hrte Experimente mit makrovaskul{\"a}ren Endothelien zeigten, dass es in diesem Zelltyp unter Bedingungen erh{\"o}hter cAMP-Konzentrationen weder zur Rac1-Aktivierung noch zur Barrierest{\"a}rkung oder Kontaktzonen-Reorganisation kam. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass in mikrovaskul{\"a}ren Endothelien Rac1-vermittelte {\"A}nderungen der Kontaktzonen-Morphologie zur cAMP-induzierten Barrierestabilisierung beitragen.},
  subject      = {Endothelbarriere},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Baumer2008,
  author    = {Baumer, Yvonne},
  title     = {Die Rolle und Mechanismen der GTPasen Rac 1 und Rho A in der Regulation der Endothelbarriere},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-33471},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Endothelzellen kleiden als einschichtiger Zellverband das Innere der Blutgef{\"a}ße aus und wirken als Barriere zwischen Blut und Interstitium. Entz{\"u}ndungen und Erkrankungen wie Lungen{\"o}dem oder Arteriosklerose sind gekennzeichnet durch einen Zusammenbruch der Endothelbarriere. Erste Untersuchungen deuten auf eine bedeutende Rolle der GTPasen der Rho-Familie mit den Hauptvertretern Rho A, Rac 1 und Cdc42 als Regulatoren der Endothelbarriere hin. Bez{\"u}glich der Regulation der Endothelbarriereintegrit{\"a}t werden den GTPasen Rho A und Rac 1 meist antagonistische Funktionen zugeschrieben. In einem ersten Teil dieser Dissertation wurde daher die Funktion der Rho-GTPasen Rho A, Rac 1 und Cdc42 f{\"u}r die Endothelbarriere in verschiedenen Endothelien untersucht. Hierzu wurden drei mikrovaskul{\"a}re Endothelzelltypen verschiedenen Ursprungs sowie makrovaskul{\"a}re Endothelzellen der Pulmonalarterie mit GTPase-aktivierenden oder inaktivierenden bakteriellen Toxinen behandelt. Die Aktivierung von Rho A resultierte in allen Endothelzelltypen mit Ausnahme der mikrovaskul{\"a}ren myokardialen Endothelzellen in einem Zusammenbruch der Endothelbarriere. Die Aktivierung von Rac 1 und Cdc42 f{\"u}hrte in allen Endothelzellarten zu einer Barrierestabilisierung. Dar{\"u}ber hinaus konnte in fast allen Endothelzelltypen durch pharmakologische Inhibition der Rho-Kinase eine Stabilisierung der Endothelbarriere induziert werden. Die Inaktivierung aller GTPasen sowie die alleinige Inaktivierung von Rac 1 f{\"u}hrte zu einem kompletten Zusammenbruch der Endothelbarriere in vitro. Zudem ergaben in vivo-Experimente an perfundierten Rattenmesenterien eine gesteigerte Permeabilit{\"a}t nach Inaktivierung von Rho A, Rac 1 und Cdc42. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die cAMP-vermittelte Stabilisierung der Endothelbarriere genauer charakterisiert und dabei der Einfluss gesteigerter cAMP-Spiegel auf die Aktivit{\"a}t von Rho-GTPasen in humanen dermalen mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen untersucht. Hierbei wurde die cAMP-Konzentration zum einen durch den Einsatz einer Kombination aus dem Adenylatzyklase-Aktivator Forskolin und dem Phosphodiesterase 4-Inhibitor Rolipram und zum anderen durch das cAMP-Analogon 8-pCPT-2'-O-Me-cAMP (O-Me-cAMP) gesteigert. O-Me-cAMP stellt hierbei einen selektiven Aktivator des cAMP nachgeschalteten Epac/Rap 1-Signalweges dar, wohingegen Forskolin/Rolipram durch die generelle cAMP-Steigerung zus{\"a}tzlich die durch Proteinkinase A (PKA) vermittelten Signalwege stimuliert. Messungen des transendothelialen elektrischen Widerstandes zeigten nach cAMP-Anstieg in beiden F{\"a}llen eine Barrierestabilisierung, die mit den Effekten einer Aktivierung von Rac 1 vergleichbar waren. Dies ging mit Ver{\"a}nderungen der Organisation und der Morphologie von Zell-Zell-Kontakten einher. Zus{\"a}tzlich kam es nach cAMP-Steigerung zu einer gesteigerten Rac 1-Aktivierung ohne Beeinflussung der Rho A-Aktivit{\"a}t. Dar{\"u}ber hinaus zeigten Endothelzellen nach cAMP-Anstieg die Bildung eines corticalen Aktinrings und verminderte Stressfaserbildung, was typische Indizien einer Aktivierung von Rac 1 sind. Um die Rolle von Rac 1 n{\"a}her zu untersuchen, wurden Rac 1-Inhibitionsstudien durchgef{\"u}hrt. Die pharmakologische Inhibition der Rac 1-Aktivit{\"a}t resultierte in einer verminderten Endothelbarriereintegrit{\"a}t. F{\"u}r beide cAMP-steigernden Mediatoren kann nach Kombinationsstudien angenommen werden, dass die durch cAMP-Steigerung vermittelten barrierestabilisierenden Effekte durch Rac 1 vermittelt zu sein scheinen. Somit kann aus den Untersuchungen des zweiten Teils dieser Arbeit geschlussfolgert werden, dass cAMP eine gesteigerte Endothelbarrierefunktion sowohl {\"u}ber PKA- als auch {\"u}ber Epac/Rap 1-abh{\"a}ngige Rac 1-Aktivierung vermittelt. Um die Rolle der Rho-GTPasen und von cAMP w{\"a}hrend einer Barrieredestabilisierung zu untersuchen, wurde im dritten Teil Thrombin als barrieredestabilisierender physiologischer Mediator in humanen dermalen mikrovaskul{\"a}ren Endothelzellen genutzt. Thrombin-Gabe f{\"u}hrte zu einem reversiblen Zusammenbruch der Endothelbarriere. Zu diesen Zeitpunkten kam es zu einer signifikanten Inhibition von Rac 1 und einer deutlichen Aktivierung von Rho A. Erst nach 15 min fielen die gesamtzellul{\"a}ren cAMP-Spiegel ab. Innerhalb von 60 min erholte sich die Endothelbarriere und Rac 1- bzw. Rho A-Aktivit{\"a}ten sowie der cAMP-Spiegel erreichten wieder ihr Ausgangsniveau. Vorinkubation der Endothelzellen mit beiden cAMP-steigernden Mediatoren inhibierte den Thrombin-induzierten Barriere-zusammenbruch ebenso wie die Thrombin-vermittelten Ver{\"a}nderungen der Rac 1- und Rho A-Aktivit{\"a}ten. Auch in diesem Zusammenhang durchgef{\"u}hrte Rac 1-Inhibitionsstudien deuten darauf hin, dass die Hemmung der Thrombineffekte durch cAMP-Steigerung u.a. durch Aktivierung von Rac 1 vermittelt wird.},
  subject      = {Endothelbarriere Rho-GTPasen},
  language  = {de}
}