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Role of the CD40 receptor/CD154 ligand dyad in the control of smooth muscle cells phenotype

dc.contributor.advisorHecker, Markus Prof. Dr.de
dc.contributor.authorStojakovic, Milicade
dc.date.accessioned2012-04-16T14:56:18Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:32Zde
dc.date.issued2003-12-18de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AB93-0de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-594
dc.description.abstractDie Entwicklung der Arteriosklerose ist in frühen Phasen durch die Adhäsion zirkulierender Leukozyten an Endothelzellen und die Transmigration in die Gefäßwand gekennzeichnet. CD40, ein Mitglied der Tumornekrosefaktor-Rezeptor- Familie das von Leukozyten wie auch von Endothelzellen exprimiert wird, spielt eine wichtige Rolle bei diesem Prozess. Nach ihrer Auswanderung in die Gefäßwand kommen die Leukozyten mit den glatten Gefäßmuskelzellen (SMC) der Gefäßmedia in Kontakt. Auch SMC spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Progression der Arteriosklerose, da sie die Kapazität besitzen transmigrierte Leukozyten weiter zu aktivieren. Hierbei könnte wiederum CD40 von zentraler Bedeutung sein, da SMC dieses Protein unter pro-inflammatorischen Bedingungen exprimieren. Das Ziel der hier präsentierten Arbeit war es nun, die Rolle von CD40 bei der Aktivierung von Monozyten durch humane SMC aufzuklären. Um diese komplexe Fragestellung anzugehen, wurden vier wesentliche Fragestellungen bearbeitet:Ein erstes Ergebnis das erzielt werden konnte war zu zeigen, dass unter pro-inflammatorischen Bedingungen die CD40-Expression in humanen glatten Gefäßmuskelzellen deutlich erhöht ist. Im weiteren konnte mit Hilfe von DNA-Mikroarray-Analysen gezeigt werden, dass die Aktivierung von CD40 in diesen Zellen zu einer differentiellen Expression von mindestens 36 Genprodukten führte. Dies konnte unabhängig mittels RT-PCR-Analysen bestätigt werden. Für einige dieser Genprodukte konnte die Expression in glatten Gefäßmuskelzellen überhaupt das erste mal nachgewiesen werden. Die meisten Genprodukte, besonders pro-inflammatorische wie die für verschiedene Chemokine, ihre Rezeptoren, Zytokine und ihre Rezeptoren und Zelladhäsionsmoleküle kodierenden mRNAs, wurden heraufreguliert und sind gut in ihrer pro-inflammatorischen Wirkung charakterisiert. Um die bei der CD40-vermittelten Genexpression führenden Signalwege zu charakterisieren, wurde als Modell die CD40-aktivierte Expression der Matrixmetallprotease-3 (MMP-3) gewählt. Mit Hilfe spezifischer Inhibitoren konnte gezeigt werden, dass die Tyrosinkinase c-Src und die Mitogen-aktivierte Kinase p38 an der CD40-induzierten MMP-3-Expression beteiligt sind. Außerdem konnte gezeigt werden, dass der durch diese Kinasen vermittelte Effekt transkriptionell war, auch wenn bisher die hierfür verantwortlichen Transkriptionsfaktoren nicht identifiziert werden konnten. Funktionelle Konsequenzen der CD40-induzierten Genexpression in SMC wurden mit Hilfe zweier experimenteller Ansätze, einem Monozyten-SMC-Interaktionsassay und der Analyse der Genexpression von Monozyten nach Inkubation mit Zellkulturüberständen aus SMC-Kulturen, untersucht. Hierbei konnte gezeigt werden, dass die Aktivierung von Monozyten durch CD40-aktivierte SMC durch humorale Faktoren und nicht durch direkten Zell-Zell-Kontakt herbeigeführt wird. Im weiteren konnte mit Hilfe neutralisierender Antikörper gezeigt werden, dass es sich hierbei (wahrscheinlich unter anderem) um das Chemokin GM-CSF handelt. Zusammenfassend lassen die hier präsentierten Ergebnisse vermuten, dass SMC genau wie Endothelzellen zur Aufrechterhaltung eines chronisch-entzündlichen Prozesses in der Gefäßwand beitragen, wenn ein zentrales Ereignis, die Aktivierung von CD40 auf SMC durch den spezifischen Liganden CD154, eintritt. Deshalb wird ein vertieftes Verständnis sowohl der Mechanismen CD40-induzierter Genexpression in SMC als auch der Effekte der von CD40-aktivierten SMC stammenden Genprodukte auf Leukozyten in Zukunft zu neuen therapeutischen Konzepten führen um chronisch-entzündliche Prozesse gezielt zu modulieren zu können.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleRole of the CD40 receptor/CD154 ligand dyad in the control of smooth muscle cells phenotypede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedRolle der CD40/CD154-Dyade bei der Phänotypregulation glatter Gefäßmuskelzellende
dc.contributor.refereeHardeland, Rüdiger Prof. Dr.de
dc.date.examination2003-11-06de
dc.description.abstractengIn the pathogenesis of atherosclerosis, circulating leukocytes adhere to endothelial cells, migrate through them and enter the vessel wall. CD40, a member of the tumor necrosis factor receptor family, that is expressed by both leukocytes and endothelial cells plays an important role in this process. Upon their emigration into the vessel wall leukocytes come into contact with the vascular smooth muscle cells (SMC). These cells also play a major role in the development and progression of atherosclerosis and express CD40 under pro-inflammatory conditions. The aim of the present study was to answer the question which role CD40 expression in SMC might play in the context of atherosclerosis. To address this complex question, four different experimental approaches were taken: (i) analysis of CD40 expression itself in human cultured SMC, (ii) analysis of CD154-induced gene expression in these cells, as well as (iii) the signal transduction pathways involved therein, and (iv) investigating possible functional consequences of these changes in gene expression. A first result achieved was that under pro-inflammatory conditions, CD40 expression is markedly up-regulated in human cultured SMC. Moreover, activation of CD40 in these cells resulted in the differential expression of 36 genes, as judged by DNA microarray and confirmed by RT-PCR analysis. Most of these gene products were up-regulated and comprised pro-inflammatory molecules, namely chemokines and their receptors, cytokines and their receptors, and adhesion molecules. The expression of these gene products in human SMC could be demonstrated for the first time. To elucidate the signalling pathways linking CD40-CD154 interaction to gene expression in the SMC, CD40-induced matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) expression was chosen as a readout. By using different pharmacological inhibitors, it was demonstrated that the tyrosine kinase c-Src and the mitogen-activated protein kinase p38 are involved in CD40 signalling to the nucleus in these cells. Moreover, MMP-3 expression was verified to be up-regulated on the level of transcription, although the transcription factor(s) responsible therefor could not be identified as yet. By using two different experimental approaches, a SMC-monocyte interaction assay and analysing changes in gene expression in these cells upon exposure to the conditioned medium of CD154-stimulated SMC, it was further shown that monocyte activation is mediated by a humoral factor rather than a cell-to-cell contact. Further investigations, employing neutralizing antibodies, revealed that granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is a likely candidate for the monocyte-activating humoral factor. Collectively, these findings suggest that vascular SMC like endothelial cells contribute to the maintenance of an inflammatory response in the vessel wall as, e.g., in atherosclerosis when stimulated via the CD40/CD154 receptor/ligand dyad. Elucidating the transcriptional mechanism by which CD40 activation in these cells is translated into the release of pro-inflammatory mediators represents a valuable therapeutic goal in this context.de
dc.contributor.coRefereeEngel, Wolfgang Prof. Dr. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerCD40de
dc.subject.gerCD154de
dc.subject.gerglatten Gefäßmuskelzellende
dc.subject.germicroarrayde
dc.subject.ger570 Biowissenschaftende
dc.subject.gerBiologiede
dc.subject.engCD40de
dc.subject.engCD154de
dc.subject.engsmooth muscle cellsde
dc.subject.engmicroarrayde
dc.subject.bk42.15de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-552-1de
dc.identifier.purlwebdoc-552de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWHC 700: Zellrezeptoren, Zellrezeptoren, Membranrezeptoren, Zelluläre Kommunikation {Cytologie}de
dc.identifier.ppn470267615de


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