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Proliferationsverhalten kultivierter Mesangialzellen und glatter Gefäßmuskelzellen nach Stimulation mit Angiotensin II und atherogenen Lipoproteinen : Rezeptorbeteiligung

Induction of proliferation by angiotensin II and atherogenic lipoproteins in mesangial cells and vascular smooth muscle cells

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-15589
  • Hintergrund: Atherogene Lipoproteine und Angiotensin II sind an der Entstehung von Athe-rosklerose und Glomerulosklerose maßgeblich beteiligt. Sowohl klinische Studien als auch experimentelle Beobachtungen weisen auf eine Interaktion beider Substanzen im Sinne ei-ner Potenzierung ihrer Einzeleffekte hin. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Auswirkun-gen von Angiotensin II und nativen und oxidierten Low Density Lipoproteinen (natLDL bzw. oxLDL) auf den Zellzyklus von kultivierten vaskulären Gefäßmuskelzellen (BSMC) und Me-sangiumzellen (NHMC)Hintergrund: Atherogene Lipoproteine und Angiotensin II sind an der Entstehung von Athe-rosklerose und Glomerulosklerose maßgeblich beteiligt. Sowohl klinische Studien als auch experimentelle Beobachtungen weisen auf eine Interaktion beider Substanzen im Sinne ei-ner Potenzierung ihrer Einzeleffekte hin. Die vorliegende Arbeit untersuchte die Auswirkun-gen von Angiotensin II und nativen und oxidierten Low Density Lipoproteinen (natLDL bzw. oxLDL) auf den Zellzyklus von kultivierten vaskulären Gefäßmuskelzellen (BSMC) und Me-sangiumzellen (NHMC) im Sinne einer Proliferationsänderung unter anderem durch eine Beeinflussung der beteiligten Rezeptoren. Ebenso wurde die Interaktion von oxidierten LDL mit der Zelle sowohl qualitativ als auch quantitativ bestimmt. Methoden: Die Proliferation wurde sowohl mittels radioaktiv markiertem 3H-Thymidin-Einbau als auch durch den MTT-Assay, der auf der photometrisch messbaren Umwandlung von 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl Tetrazoliumbromid beruht, quantifiziert. Die Rezepto-ren wurden auf Proteinebene durch Western Blot Analysen nachgewiesen. Zum Nachweis der Interaktion von oxidierten LDL mit den inkubierten Zellen wurden die oxidierten LDL mit-tels 3,3’-Dioctadecyclindocarbocyanin (DiI) fluoreszenzmarkiert. Visualisiert werden konnte die Interaktion in der Histochemie, die quantitative Bestimmung der DiI-oxLDL-Aufnahme erfolgte durch fluorometische Messung. Ergebnisse: Sowohl native als auch oxidierte LDL steigerten die Proliferation in BSMC und NHMC. In Myozyten lag das Maximum im Tritiumeinbau bei ca. 450% bezogen auf die Kon-trollzellen bei 10 µg/ml natLDL, und bei ca. 350% bei 20 µg/ml oxLDL. In NHMC fiel der An-stieg der Proliferation weniger stark aus, ca. 150% bei 30 µg/ml natLDL und ca. 180% bei 3 µg/ml oxLDL. Im MTT-Assay konnten signifikante Dosis-Wirkungs-Beziehungen erstellt wer-den, die absolute Proliferationssteigerung war jedoch geringer: BSMC 120%, NHMC 140%. Fluoreszenzmarkierte oxLDL wurden über Endozytose in einem konzentrations- und zeitab-hängigen Prozess mit einer Sättigung nach ca. 14 Stunden in die Zellen aufgenommen. Der oxLDL-spezifische LOX-1-Rezeptor konnte jederzeit nachgewiesen werden. Durch Angiotensin II alleine und in Co-Inkubation mit atherogenen Lipoproteinen konnte kei-ne Proliferationsänderung gezeigt werden. Die spezifische Hemmung des AT1-Rezeptors mit Losartan bewirkte ebenfalls keine signifikanten Änderungen. Auch die Inkubation der Zellen mit Agenzien, die die AT1-Rezeptordichte erhöhen sollten, erbrachte im Western Blot keine Veränderungen. Im Vergleich unterschiedlich alter Zellpopulationen ließ sich in höheren Passagen der proliferationsvermittelnde AT1-Rezeptor kaum nachweisen, jedoch war in die-sen Zellpopulationen der antagonistisch wirkende AT2-Rezeptor stark exprimiert. Zusammenfassung: Atherogene Lipoproteine beeinflussen zeit- und konzentrationsabhängig möglicherweise über eine LOX-1 vermittelte Endozytose den Zellzyklus von kultivierten glat-ten Muskelzellen und Mesangiumzellen im Sinne einer Proliferationssteigerung. Die uneinheitlichen Effekte von Angiotensin II auf die Proliferationsrate können durch die starken Expressionsschwankungen der antagonistisch wirkenden Angiotensin II-Rezeptor-Subtypen (AT1 und AT2) vor allem in unterschiedlich alten Zellpopulationen erklärt werden. Wodurch diese Expressionsveränderungen verursacht sind, ist gegenwärtig noch unklar, ebenso, ob diese Effekte im atherosklerotischen Plaque in vivo nachweisbar und pathophy-siologisch bedeutsam.show moreshow less
  • Background: Atherogenic lipoproteins and angiotensin II play important roles in the devel-opement of atherosclerosis and glomerulosclerosis. Experimental observations and clinical studies suggest that lipoproteins and Angiotensin II exhibit potentiated effects if incubated together. The current investigation examined the effects of Angiotensin II, native and oxi-dized low density lipoproteins (natLDL, oxLDL), and the receptors of Angiotensin II and oxLDL on the proliferation of vascular smooth muscle cells (BSMC) and mesangial cells (NHMC).Background: Atherogenic lipoproteins and angiotensin II play important roles in the devel-opement of atherosclerosis and glomerulosclerosis. Experimental observations and clinical studies suggest that lipoproteins and Angiotensin II exhibit potentiated effects if incubated together. The current investigation examined the effects of Angiotensin II, native and oxi-dized low density lipoproteins (natLDL, oxLDL), and the receptors of Angiotensin II and oxLDL on the proliferation of vascular smooth muscle cells (BSMC) and mesangial cells (NHMC). Methods: Proliferation was quantified by 3H-thymidine incorporation and by a colorimetric 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazoliumbromide assay. The expression of the in-volved receptors was determined by Western blot analysis. OxLDL were labeled with fluo-rescent 3,3’-Dioctadecyclindocarbocyanin (DiI) to visualize cell interaction in histochemistry and to quantify the internalisation process in a fluorometric assay. Results: Native and oxidized LDL lead to an increased proliferation in BSMC and NHMC. Maximum tritium incorporation in BSMC was 450% compared to control cells at 10 µg/ml natLDL and 350% at 20 µg/ml oxLDL. In NHMC the increased proliferation was lower, i.e. 150% at 30 µg/ml natLDL and 180% at 3 µg/ml oxLDL. In the colorimetric tetrazoliumbromide assay sensitive dose-effect responses with a maximum at 120% in BSMC and 140% in NHMC were observed. DiI-labeled oxLDL were internalised via endocytosis in a time and concentration dependent fashion with a saturation point after 14 hours. The oxLDL-specific LOX-1-receptor could be detected at all stages during the experiments. No consistant biological effects on proliferation were observed when angiotensin II was incu-bated alone or in combination with atherogenic lipoproteins. Similarly, the specific inhibition of the AT1 receptor with Losartan induced no changes in proliferation. Finally, the incubation with various agents reported previously to increase or decrease the expression of the AT1 receptor in the Western blot resulted in no significant changes. Younger and older cell popu-lations were compared and a high expression of the proliferation-inducing AT1-receptor in younger populations was found contrasting with high expression of the proliferation-inhibiting AT2-receptor in older populations. Conclusion: Atherogenic lipoproteins induce in a time and concentration dependent fashion an increased proliferation in smooth muscle cells and mesangial cells, presumably via LOX-1 mediated endocytosis. The heterogenous effects of Angiotensin II may be explained by the counterregulatory expression of the antagonistic angiotensin II receptor subtypes (AT1 and AT2), particularly in older cell populations.show moreshow less

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Metadaten
Author: Martin Wagner
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-15589
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Medizinische Fakultät
Faculties:Medizinische Fakultät / Medizinische Klinik (bis 2004)
Date of final exam:2005/07/26
Language:German
Year of Completion:2005
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Tag:Angiotensin II; Arteriosklerose; Glomerulosklerose; LDL; Proliferation
LDL; angiotensin II; arteriosclerosis; glomerulosclerosis; proliferation
Release Date:2005/11/25
Advisor:Prof. Dr. med. Jan Galle