@phdthesis{Wu2006,
  author    = {Wu, Rongxue},
  title     = {Integrins and SPARC : potential implications for cardiac remodeling},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-17531},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der enorme Umbau des Herzgewebes, wie man ihn nach Druck{\"u}berlastung des Ventrikels oder MyokardInfarkt beobachten kann, gilt als eine der kausalen Ursachen des Herzversagens. Die Ver{\"a}nderungen in der Architektur des Herzens beeinflussen die mechanischen Eigenschaften des Herzmuskels, begr{\"u}ndet sind sie jedoch in Anpassungsprozessen auf der zellul{\"a}ren Ebene vor allem in einer Modulation der Expression bestimmter Gene. Gemeinsam mit Integrinen, den Transmembran-Rezeptoren, welche die extrazellul{\"a}re Umgebung mit dem intrazellul{\"a}ren Zytoskelett verbinden, geh{\"o}ren Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix (ECM) und matrizellul{\"a}re Proteine zu den Schl{\"u}sselkomponenten, die den Umbauprozess im Herzen steuern. Aus diesen Gr{\"u}nden hatte diese Doktorarbeit zum Ziel, die Rolle der Integrine f{\"u}r die Regulation der Genexpression und die Leistungsf{\"a}higkeit des Herzmuskels w{\"a}hrend der durch Druck{\"u}berlastung oder myokardialen Infarkt (MI) hervorgerufenen Wundheilungsprozesse zu analysieren. Um die Beteiligung von Integrin Beta 1 zu untersuchen, wurde ein experimentelles Modell der Druck{\"u}berlastung im Mausherzen (aortic banding; Konstriktion der Aorta; AB) eingesetzt, wobei M{\"a}use mit einer konditionalen, Herz-spezifischen Deletion des Integrin Beta 1 Gens untersucht wurden. Ein besonderes Augenmerk wurde dabei auf die physiologischen Unterschiede und eine ver{\"a}nderte Genexpression im gestressten Herzen in An- oder Abwesenheit von Integrin Beta 1 gelegt. Interessanterweise wurden die M{\"a}use, welche eine Kombination aus Integrin knock-out Allel und dem Kardiomyozyten-spezifischen konditionalen knock-out Allel von Integrin Beta 1 aufwiesen im normalen Mendelschen Verh{\"a}ltnis geboren und wuchsen normal auf. Obwohl diese Tiere immer noch geringe Mengen von Integrin Beta 1 in ihrem Herzen aufwiesen (exprimiert von nicht-Myozyten), besaßen diese M{\"a}use eine ver{\"a}nderte Herzfunktion und waren sehr sensitiv gegen{\"u}ber AB. Im Gegensatz zu der kompensatorischen hypertrophischen Reaktion, die in Wildtyp M{\"a}usen zu beobachten war, zeigte sich in den Integrin Beta 1-defizienten Mausherzen kein Gewebeumbau. Auch die erh{\"o}hte Expression von verschiedenen ECM Proteinen, insbesondere die verst{\"a}rkte Expression des matrizellul{\"a}ren Proteins SPARC, unterblieb nach AB in den Integrin Beta 1-defizienten Tieren. Interessanterweise konnte auch eine transiente Erh{\"o}hung der SPARC mRNA w{\"a}hrend der Umbauprozesse im Herzen in Folge von myokardialem Infarkt (MI) mittels cDNA Makroarrays festgestellt werden. In der Tat fanden sich gr{\"o}ßere Mengen von SPARC bereits 2 Tage (~2,5-fach erh{\"o}ht), 7 Tage (~4-fach erh{\"o}ht) und 1 Monat (~2-fach erh{\"o}ht) nach MI, w{\"a}hrend ein spezifischer Inhibitor der Integrin alpha v Untereinheit diese Hochregulation von SPARC in vivo verhinderte. Immunfluoreszenz Untersuchungen von Herzgewebe verdeutlichten, dass sich die erh{\"o}hte Expression von SPARC auf das Infarktareal beschr{\"a}nkte, dass die Expression von SPARC nach einer anf{\"a}nglichen Erh{\"o}hung im Verlauf von 1 Monaten wieder auf das Anfangsniveau zur{\"u}ckging und dass die verst{\"a}rkte Expression von der Einwanderung von Fibroblasten in das isch{\"a}mische Herzgewebe begleitet war. In vitro stimulierten die Wachstumsfaktoren TGF-Beta 1 und PDGF-BB die Expression von SPARC durch Fibroblasten. Wie sich an Hand von ELISA und Western Blot Untersuchungen feststellen ließ, war die Inhibition von Integrin Beta v nicht in der Lage, die durch TGF-Beta 1 oder PDGF induzierte Sekretion von SPARC zu beeinflussen. Jedoch zeigte sich, dass Vitronektin, ein Ligand von Integrin alpha v, sowohl die Sekretion von TGF-Beta 1 als auch von PDGF-BB durch Kardiomyozyten induzierte und diese Reaktion wurde durch den Integrin alpha v Inhibitor komplett unterdr{\"u}ckt. In funktioneller Hinsicht wirkte SPARC auf die durch ECM Proteine induzierte Migration von Fibroblasten ein, so dass man davon ausgehen kann, dass die lokale Freisetzung von SPARC nach myokardialem Infarkt zur Wundheilung im Herzen beitr{\"a}gt. Zusammenfassend l{\"a}ßt die Kombination der in vivo und in vitro erhobenen experimentellen Daten den Schluss zu, dass mehrere Integrin Untereinheiten eine entscheidende Rolle w{\"a}hrend der Gewebeumbildung im Herzen spielen. Integrin-abh{\"a}ngige Genexpressionsereignisse wie beispielsweise die erh{\"o}hte Expression von SPARC nach MI sind entscheidend an der Koordination der Wundheilung beteiligt. Diese Prozesse scheinen auf einer komplexen Wechselwirkung und Kommunikation zwischen verschiedenen Zelltypen wie Kardiomyozyten und Fibroblasten zu beruhen, um lokal begrenzt eine Heilung und Vernarbung des verletzten Gewebes zu regulieren. Die Aufkl{\"a}rung des fein abgestimmten Wechselspiels zwischen Integrinen matrizellul{\"a}ren Proteinen wie SPARC und Wachstumsfaktoren wird sicherlich zu einem besseren und klinisch nutzbarem Verst{\"a}ndnis der molekularen Mechanismen des Gewebeumbaus im Herzen beitragen.},
  subject      = {Integrine},
  language  = {en}
}