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Authors: Großmann, Stefanie Andrea
Title: Bedeutung der Thrombomodulin - EPCR Signaltransduktion für die Gefäßneubildung nach Ischämie
Online publication date: 6-Jul-2022
Language: german
Abstract: In der vorliegenden Arbeit haben wir uns mit der zentralen Fragestellung beschäftigt, welchen Einfluss die endothelialen Rezeptoren TM und EPCR sowie die durch PAR1 vermittelte Signaltransduktion auf die Gefäßneubildung und die Wiederherstellung der Gewebeperfusion nach einer Ischämie haben. Versuche mit 129/SvPas-C57BL6 TMPro/Pro Mäusen und deren TMWT/WT Kontrolltieren zeigten, dass eine reduzierte Expression von TM zu einer signifikant gesteigerten Reperfusion des ischämischen Hinterlaufs sowie zu einer erhöhten Anzahl an Endothelzellen führt. Grund hierfür könnte die damit verbundene vermehrte Expression von Thrombin und dessen proangiogenetische Eigenschaften sein. Darüber hinaus zeigte sich jedoch, dass der proangiogenetische Phänotyp der TMPro/Pro Mäuse nur in Kombination mit einer gesteigerten Expression des EPCR zu beobachten ist. Das Vorhandensein von EPCR stellte sich in unserem Mausmodell entscheidend für die post-ischämische Regenerierung neuer Kapillaren dar. Bei EPCRfl/flTie2.Cre+ Mäusen, bei denen immunhistochemisch eine stark reduzierte endotheliale EPCR Expression nachweisbar war, zeigte sich eine signifikant verminderte Reperfusion der ischämischen Hinterlauf-Muskulatur verglichen mit deren Kontrolltieren. Hingegen stellte sich bei EPCRfl/flLysM.Cre+ Mäusen, bei denen eine genetische Deletion des EPCR auf myeloischen Zellen vorlag, keine Einschränkung der Gefäßneubildung unter ischämischen Bedingungen dar. Dies deutet auf eine entscheidende Rolle der EPCR Expression auf Tie2-exprimierenden Endothelzellen im Prozess der Angiogenese hin. Zusätzliche Versuche, bei denen EPCR ausschließlich auf Endothelzellen ausgeschaltet wird, könnten an dieser Stelle sinnvoll sein, da nicht ausgeschlossen werden kann, dass die Tie2.Cre-Rekombinase EPCR auch in myeloischen und hämatopoetischen Zellen deletiert. Darüber hinaus konnten wir in unserer Studie beobachten, dass die globale Deletion des PAR1 mit einer stark verminderten postischämischen Wiederherstellung der Durchblutung im Hinterlauf von PAR1-/- Mäusen verbunden ist. Im Detail zeigte sich, dass die Angiogenese in unserem Modell vorwiegend von der zytoprotektiven aPC-abhängigen PAR1 Aktivierung beeinflusst wird und weniger von der proteolytischen Spaltung des PAR1 durch Thrombin. Die mit Hilfe der LDPI Messung ermittelte Reperfusion des ischämischen Hinterlaufs zeigte sich bei aPC- resistenten C57BL/6N PAR1 R46Q Mäusen deutlich eingeschränkter als bei Tieren der Mauslinie C57BL/6N PAR1 R41Q, welche Thrombin-, Faktor Xa- und aPC-resistent sind. Weitere immunhistochemische Untersuchungen von Tieren der Mauslinien EPCRfl/flTie2.Cre+ und EPCRfl/fl ermöglichten es uns, zelluläre Veränderungen des M. gastrocnemius nach einseitig induzierter Hinterlauf-Ischämie genauer zu charakterisieren. Als Folge der reduzierten, postischämischen Revaskularisation konnte im rechten Hinterlauf der EPCRfl/flTie2.Cre+ Mäuse eine vermehrte Gewebehypoxie nachgewiesen werden, gleichzeitig beobachteten wir eine signifikant vermehrte Einwanderung von Makrophagen in das geschädigte Gewebe. Darüber hinaus stellte sich als Zeichen der reduzierten zytoprotektiven Aktivität des aPC eine signifikant erhöhte Anzahl p53-immunpositiver Zellen dar. Die vermehrte p53-Expression als Hinweis apoptotischer Prozesse ließ sich unter anderem auf Endothelzellen zurückführen. In Hinblick auf die Zellproliferation sowie die Größe einzelner Muskelfasern stellten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Mauslinien dar. Stattdessen konnten wir immunhistochemisch ein vermehrtes Auftreten der EndMT im ischämischen Hinterlauf von EPCRfl/flTie2.Cre+ Mäusen nachweisen. Hypoxie und Entzündung gehören zu den Faktoren, die den Prozess der EndMT vorantreiben. Als Folge der vermehrten EndMT konnten im ischämischen Hinterlauf von EPCRfl/flTie2.Cre+ Mäusen am meisten Kollagenfasern als Zeichen der Fibrose dargestellt werden. Die Ergebnisse dieser Dissertation deuten auf eine entscheidende Rolle der endothelialen EPCR-vermittelten Protein C Aktivierung sowie der zytoprotektiven aPC-induzierten Signalübertragung durch PAR1 im Rahmen der postischämischen Neubildung von Gefäßen hin. Defekte in diesem Signalweg führen zu einer deutlichen Beeinträchtigung der Wiederherstellung der Gewebeperfusion sowie zu vermehrtem Auftreten von Apoptose, Hypoxie und Fibrose. Der genaue Mechanismus, welchem die reduzierte postischämische Revaskularisation zu Grunde liegt, kann im Rahmen dieser Dissertation nicht vollständig geklärt werden, dies ist der Fokus nachfolgender Untersuchungen zum EPCR-PAR1 Signalweg innerhalb der Arbeitsgruppe. In dieser Studie untersuchten wir die postischämische Neubildung von Gefäßen im M. gastrocnemius, interessant wäre auch der Einfluss auf eine Ischämie am Herzen. Ein weiterer Schwerpunkt sollte auf die Frage der Übertragbarkeit unserer Ergebnisse auf den menschlichen Körper gelegt werden. Neue Erkenntnisse hinsichtlich der postischämischen Gefäßneubildung könnten relevant sein für eine verbesserte Therapie und damit die Prognose kardiovaskulärer Erkrankungen.
DDC: 500 Naturwissenschaften
500 Natural sciences and mathematics
610 Medizin
610 Medical sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 04 Medizin
Universitätsbibliothek
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-6993
URN: urn:nbn:de:hebis:77-openscience-2c8cb12b-3923-48a2-be3e-e92d4a3cb86f4
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: XI, 101 Seiten, Illustrationen, Diagramme
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