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Status:
Abgeschlossen
Note:
magna cum laude
Autor:
Dauer:
36 Monate
Aufwand:
Vollzeit und Studienbegleitend (kombiniert)
Fachbereich:
Abschluss:
Doktorvater:
Betreuer:
Dr. Sebastian Grundmann
Publikationsziel:
Koautorenschaft
Vergütung:
Ja

Beschreibung

Einleitung

Die koronare Herzerkrankung zählt zu den führenden Todesursachen weltweit.Ein protektiver Mechanismus bei chronischen Gefäßerkrankungen ist das adaptive Wachstum von Blutgefäßen. Die Prozesse, die zur Ausbildung solcher Umgehungskreisläufe führen, sind jedoch nicht vollständig verstanden. MicroRNAs sind eine neu entdeckte Klasse von regulatorischen RNA-Molekulen, die bisher unter anderem im Zusammenhang mitBlutgefäßwachstum in der Embryonalentwicklung beschrieben wurden. Unsere Zielsetzung war es, die bisher nicht bekannte Rolle von MicroRNAs bei der Regulation des adaptiven Blutgefäßwachstums zu untersuchen.

Methoden und Ergebnisse

Durch Ischämieinduktion im Hinterlauf der Maus konnten wir mittels MicroRNA-Microarray, RT-PCR und FISH spezische MicroRNAs identizieren, die am adaptiven Wachstum von Blutgefäßen beteiligt sind. Dabei zeigte sich die MicroRNA-100 als eine signikant herunterregulierte MicroRNA, die wir in funktionellen Assays als hemmenden Modulator der Zellproliferation, des Sprossverhaltens und der Netzwerkformation von Endothelzellen sowie der Migration von glatten Gefäßmuskelzellen beschreiben konnten. Den antiproliferativen Eekt der MicroRNA-100 führten wir durch Zielgenbestimmung mittels mRNA-Microarray und Vorhersage-Algorithmen auf die Hemmung der Serin / Threonin-Kinase 'mammalian target of rapamycin' (mTOR) zurück. Diese
Interaktion zeigten wir durch den Nachweis einer MicroRNA-100-Bindungsstelle in der 3'-UTR der mTOR-mRNA im Rahmen eines Rescue-Versuchs. Hierbei neutralisierte die Transfektion eines mTOR-Plasmids ohne MicroRNA-100-Bindungsstelle den antiproliferativen Effekt der MicroRNA-100 ('rescue'). In vivo war die Hemmung der MicroRNA-100 durch die Injektion eines spezifischen Inhibitors (Antagomir-100) in der Lage, die Wiederherstellung der Perfusion im ischamischen Hinterlauf signikant zu verbessern, wohingegen die Behandlung mit Rapamycin als mTOR-Inhibitor den gegenteiligen Effekt hatte.

Diskussion

Für die Entwicklung funktioneller Kollateralarterien und neuer Kapillaren beschreibt diese Arbeit erstmals, dass die MicroRNA-100 ihre antiangiogene Wirkung in Endothelzellen und glatten Muskelzellen durch die Hemmung von mTOR vermittelt.
Die Hemmung der MicroRNA-100 führt zu beschleunigter Wiederherstellung der Perfusion nach arteriellen Gefäßverschlüssen. So könnte die MicroRNA-100 einen potentiellen Kandidaten für die pharmakologische Beeinflussung von Blutgefäßwachstum oder anderen mTOR-abhängigen Prozessen darstellen.

 

Literatur

http://circ.ahajournals.org/content/123/9/999.short