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Die Bedeutung des APJ-Rezeptors für die biomechanischen und morphologischen Eigenschaften von Endothelzellen

  • Das Endothel ist eine multifunktionale Struktur, die sich an die lokalen Strömungseigenschaften anpassen muss. Dieser komplexe Prozess führt zu verschiedenen Veränderungen der Gestalt und Funktion von Endothelzellen. Neben zahlreichen anderen Strukturen konnte auch von G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR) gezeigt werden, dass sie in diesen Prozess involviert sind. Es konnte bereits nachgewiesen werden, dass der G-Protein-gekoppelte Apelin-Rezeptor (APJ) in seiner Expression von endothelialem Scherstress reguliert wird und es wurde postuliert, dass der APJ im Konzept der endothelialen Mechanotransduktion eine Rolle spielt. Dieses Konzept beschreibt die Übersetzung von endothelialem Scherstress in intrazelluläre biochemische Signale. Die vorliegende Arbeit versucht, die bisherigen Erkenntnisse durch die weitere Beleuchtung der APJ-Funktionen in humanen umbilikalen venösen Endothelzelle (HUVEC) zu ergänzen. Es konnte gezeigt werden, dass der APJ in konfluenten Endothelzell-Monolayern in vitro auf der junktionalen Membran lokalisiert ist und mit dem wichtigen endothelialen Mechanotransducer Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1) ko-assoziiert zu sein scheint. Weiterhin zeigen APJ-defiziente im Vergleich zu Wildtyp-APJ HUVEC geringere Elastizitätsmodule auf, was Hinweise auf veränderte biomechanische Eigenschaften gibt. Die short-interfering RNA (siRNA)-vermittelte „Stummschaltung“ des APJ beeinflusst weiterhin die Zytoskelettstruktur, Anheftung und Reorganisation von Zelladhäsionskomplexen. Zusammenfassend verdeutlicht die vorliegende Arbeit, dass die APJ-Expression sowohl die biomechanischen als auch die morphologischen Eigenschaften von Endothelzellen in Anpassung an die lokalen Flussbedingungen zu beeinflussen scheint.
  • The endothelium is a multifunctional structure that needs to adapt to local flow conditions. This is a complex process which leads to certain alterations in cell shape and function. Beside other structures G-protein-coupled receptors (GPCRs) have been identified to be part of that process. It was shown, that the expression of the endothelial apelin receptor (APJ), which is also a GPCR, is regulated by fluid flow. Hence it has been hypothesised that APJ could be involved in the concept of endothelial mechanotransduction, what means the translation of shear stress to biochemical signals. The present study aims to substantiate these findings by further visualization of APJ function in human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). It is shown, that APJ is located at the junctional surface of confluent endothelial cells in vitro and seems to be co-associated with platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1), which serves as an important endothelial mechanotransducer. Furthermore, APJ-deficient HUVEC exhibit lower elastic moduli compared to wildtype-APJ HUVEC correlating with altered biomechanical properties. The short-interfering RNA (siRNA)-mediated silencing of APJ expression influences the cytoskeleton structure, cell attachment and reorganisation of cell adhesion complexes. Taken together, the present work demonstrates that APJ expression seems to have influence on both biomechanical and morphological properties of endothelial cells in adaptation to local flow conditions.

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Metadaten
Author: Malte Pennewitz
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-24821
Title Additional (English):The relevance of the APJ receptor for biomechanical and morphological properties of endothelial cells
Referee:PD Dr. med. habil. Raila Busch, PD Dr. med. habil. Kilian Rittig
Advisor:PD Dr. med. habil. Raila Busch
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2019
Date of first Publication:2019/01/31
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2019/01/18
Release Date:2019/01/31
Tag:APJ-Rezeptor, Endothelzellen, G-Protein-gekoppelter Rezeptor, Scherstress, Zytoskelett
GND Keyword:APJ-Rezeptor, Endothelzellen, G-Protein-gekoppelter Rezeptor, Scherstress, Zytoskelett
Pagenumber:122
Faculties:Universitätsmedizin / Klinik und Poliklinik für Innere Medizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit