Regulation der Dual-leucine-zipper-kinase (DLK) durch "prädiabetische" Signale in endothelialen HUVEC-Zellen und die Bedeutung der DLK für die Angiogenese in einem Mausmodell

Abstract

Diabetes mellitus und seine schwerwiegenden Folgen im Gefäßsystem stellen ein großes Problem der heutigen Gesellschaft dar. Ein wichtiger Aspekt der Erkrankung sind die Mikro- und Makroangiopathien, die im schlimmsten Fall zum Apoplex oder Tod führen. Es existieren bereits Hinweise, dass proinflammatorische Zytokine wie TNFα an der Entstehung des Diabetes mellitus beteiligt sind. TNFα führt zu einer Aktivierung der DLK und ihrer untergeordneten Kinase JNK, was in Betazellen zur Apoptose führt. In der vorliegenden Arbeit sollte die Rolle und Regulation der DLK in Gefäßzellen untersucht werden. Zusätzlich wurde die Angiogenese bei diät-induzierter Adipositas und Diabetes melitus in einem Mausmodell untersucht. Immunhistochemische Untersuchungen zeigen, dass die DLK in Endothelien und in glatten Muskelzellen der Aorta exprimiert wird. Um die Aktivierung und somit die Phosphorylierung der DLK zu untersuchen, wurde ein spezieller Antikörper, der an S-302 der DLK bindet, bei der Immunoblotanalyse verwendet. Eine Phosphorylierung an S-302 entspricht einer Aktivierung der DLK. Eine Behandlung von humanen Endothelzellen aus der Nabelschnurvene (HUVECs) mit TNFα zeigen eine Phosphorylierung der DLK und ihrer untergeordneten Kinase JNK. Eine Aktivierung durch Leptin oder dem vaskulären Wachstumsfaktor (VEGF) konnte hingegen nicht gezeigt werden. Zusätzlich zeigt eine Behandlung mit dem JNK-Inhibitor SP600125 eine verminderteTNFα-induzierte DLK- und JNK-Phosphorylierung, was zu der Annahme führt, dass in HUVECs die Aktivierung von JNK zu einer Phosphorylierung der DLK führt. Die Untersuchungen im Tiermodell lieferten Hinweise, dass die Regulation von TNFα ein entscheidender therapeutischer Ansatzpunkt bei der Entstehung endothelialer Dysfunktion darstellt. Es wurde gezeigt, dass das Ausschalten nur eines Allels der DLK einen messbaren Unterschied in Zusammenhang mit früher Kollateralbildung nach Ischämie erbringt. In Zusammenschau der vorliegenden Ergebnisse kann festgestellt werden, dass die Regulation der DLK durch TNFα in endothlialen Zellen einen wichtigen Aspekt in der Entwicklung der endothelialen Dysfunktion darstellt und dass die DLK als kollateralfördernde Kinase eine wichtige Rolle in der Revaskularisierung nach Ischämie spielt.