Authors:	Schütz, Eva
Title:	Die Rolle von TGFβ1 in Thrombozyten im Rahmen der arteriellen Thrombose und Neointimabildung nach experimenteller Gefäßwandverletzung
Online publication date:	25-Sep-2020
Year of first publication:	2020
Language:	german
Abstract:	Die Koronarangioplastie als therapeutische Maßnahme der koronaren Herzkrankheit ist mit einem erhöhten Risiko für Restenosen im behandelten Gefäßareal verbunden, dem mit Hilfe von Thrombozytenaggregationshemmern gegengesteuert wird. Die Aktivierung der Thrombozyten ist allerdings neben der akuten Thrombusbildung auch für die vaskuläre Wundheilung von zentraler Bedeutung, da durch diese unter anderem die Freisetzung des Wachstumsfaktors TGFβ1 aus der Thrombozytengranula stimuliert wird. Frühere Studien zeigten, dass eine genetische TGFβ1-Überexpression in einer verstärkten intimalen Hyperplasie, eine Behandlung mit TGFβ1-Antikörper dagegen in einer reduzierten Intimahyperplasie resultiert. In diesen Studien wurde jedoch nur das systemische TGFβ1 berücksichtigt. Ziel der vorliegenden Arbeit war es die Bedeutung von TGFβ1, exprimiert und freigesetzt von aktivierten Thrombozyten, für die akute Thrombusbildung und die chronisch vaskuläre Wundheilung in Antwort auf eine arterielle Gefäßwandverletzung zu untersuchen. Mäuse mit gefloxten TGFβ1-Allelen wurden mit Mäusen verpaart, die unter der Kontrolle des murinen Megakaryozyten-spezifischen Pf4-Promoters eine Cre-Rekombinase exprimierten. Die dabei entstandene Mauslinie mit konstitutiver Plättchen-spezifischer TGFβ1-Deletion und deren Kontrollgruppe wurde hinsichtlich ihres vaskulären Phänotyps in vivo und ex vivo charakterisiert und analysiert. Zur Untersuchung der arteriellen Thrombose und Neointimabildung wurde mittels Eisen-(III)-chlorid-Modell eine experimentelle Gefäßwandläsion in der Arteria carotis communis induziert und sowohl prä- als auch postoperativ die Blutflussgeschwindigkeit im verletzten Gefäß gemessen. Die Morphometrie der arteriellen Läsion resultierte neben einer signifikant verkleinerten Intimahyperplasie und verminderten Lumenstenose in einer signifikanten Verdickung der Media und einer tendenziell (nicht signifikant) vergrößerten Gesamtgefäßfläche. Die Blutflussmessung ergab keinerlei Beeinflussung der akuten arteriellen Thrombose durch die Plättchen-spezifische TGFβ1-Deletion. Auch eine Beeinträchtigung der Hämatopoese, der Hämostase und der Thrombozytenaggregation konnte ausgeschlossen werden. Mit Hilfe immunhistochemischer Färbungen wurde in den Plättchen-spezifischen TGFβ1-KO-Mäusen nach vaskulärer Verletzung eine verstärkte mediale Proteasenexpression (MMP2, MMP9 und Thrombin) beobachtet. Diese könnte durch einen gesteigerten extrazellulären Matrix-Abbau, einen vermehrten Kollagenumsatz und eine verstärkte Migration glatter Muskelzellen das vaskuläre Remodeling beeinflusst haben und demnach zur verminderten Neointimabildung beigetragen haben. Ebenfalls mit Hilfe der Immunhistochemie nachweisbar war eine signifikant verbesserte Reendothelialisierung der vaskulären Läsionen in den Plättchen-spezifischen TGFβ1-KO-Mäusen. Hierbei wurde TGFβ1 als möglicher negativer Regulator der Endothelzellproliferation und ein vermutlich durch den TGFβ Typ I-Rezeptor (ALK5) vermitteltes vermindert hemmendes TGFβ-Signal als möglicher Mechanismus identifiziert. Zusammenfassend kann man sagen, dass aufgrund der Befunde der vorliegenden wissenschaftlichen Untersuchung das Fehlen von TGFβ1 in murinen Thrombozyten vor einer übermäßigen postoperativen Neointimabildung schützt und die Regeneration des Endothels fördert. Demnach kann davon ausgegangen werden, dass Plättchen-spezifisches TGFβ1 eine essentielle Rolle im chronisch vaskulären Remodeling-Prozess spielt. Zudem deuten die Ergebnisse darauf hin, dass zielgerichtetes TGFβ1-Signaling die postthrombotischen Wundheilungsprozesse verbessert, ohne dabei die Hämostase oder arterielle Thrombose zu beeinflussen, sodass dies eine Erweiterung der Möglichkeiten zur Reduzierung der Restenoseraten nach vaskulärer Verletzung darstellen könnte. Coronary angioplasty as therapeutic measure for coronary heart disease is associated with an increased risk of restenosis in the treated vascular area, which is counteracted by inhibitors of platelet aggregation. However, in addition to acute thrombus formation, activation of platelets is also important for vascular wound healing, as it stimulates the release of the growth factor TGFβ1 from the platelet granules. Previous studies have shown that genetic TGFβ1 overexpression results in increased intimal hyperplasia, whereas treatment with TGFβ1 antibodies results in reduced intimal hyperplasia. However, only systemic TGFβ1 was considered in these studies. The aim of the present work was to examine the role of TGFβ1, expressed in and released from activated platelets, for acute thrombus formation and chronic vascular wound healing response following carotid artery injury in mice. Mice with platelet-specific deletion of TGFβ1 were generated by crossing mice expressing Cre recombinase under control of the murine megakaryocyte-specific Pf4 promoter with mice carrying floxed TGFβ1 alleles. The resulting mice with constitutive platelet-specific deletion of TGFβ1 and its control group were characterized and analyzed in vivo and ex vivo regard to their vascular phenotype. To investigate arterial thrombosis and neointima formation, an experimental vascular lesion was induced at the common carotid artery using ferric (III) chloride model. Furthermore carotid blood flow in the injured vessel was measured both pre- and postoperatively. In addition to a significantly reduced intimal hyperplasia and a lower lumen stenosis, the morphometric analysis of the arterial lesion resulted in a significant thickening of the media and a tendency (not significantly) enlargement of the total vessel area. Blood flow measurement did not show any effect on acute arterial thrombosis by the platelet-specific TGFβ1 deletion. Impairment of hematopoiesis, hemostasis and platelet aggregation could also be excluded. Using immunohistochemical staining, increased protease expression (MMP2, MMP9 and thrombin) was observed in the media of platelet-specific TGFβ1-KO mice after vascular injury. This may have affected vascular remodeling by enhancing extracellular matrix degradation, collagen turnover and smooth muscle cell migration, thus contributing to reduced neointima formation. Immunohistochemistry also demonstrated significantly improved re-endothelialization of vascular lesions in platelet-specific TGFβ1-KO mice. Here, TGFβ1 was identified as a possible negative regulator of endothelial cell proliferation and a reduced inhibitory TGFβ signaling, probably mediated by the TGFβ type I receptor (ALK5) was identified as a possible mechanism. In conclusion, the results of the present scientific investigation suggest that absence of TGFβ1 in murine platelets protects against excessive postoperative neointima formation and promotes regeneration of the endothelium. Therefore, it can be assumed that platelet-specific TGFβ1 plays an essential role in the chronic vascular remodeling process. In addition, the results suggest that targeted TGFβ1 signaling improves postthrombotic wound healing processes without affecting hemostasis or arterial thrombosis, which may increase the potential for reducing restenosis rates after vascular injury.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-5149
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-openscience-3f080635-14a7-4c3c-a29f-d4d385fa76c96
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent:	162 Seiten
Appears in collections:	JGU-Publikationen