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Keywords
- Cyp1a1-ren2 (1)
- GefĂ€Ăwiderstand (1)
- Hypertonieentwicklung (1)
- Hypertonus (1)
- NierengefĂ€Ăe (1)
- Nox (1)
- ROCK (1)
- RenBP (1)
- Renin (1)
- Renin Binding Protein (1)
Das Ziel dieser Arbeit lag in der Untersuchung der Rolle des Renin Binding Proteins (RenBP) bei der kardioprotektiven Wirkung des zytosolischen Renins in H9c2 Zellen, die einer Glucosedepletion ausgesetzt waren.
Die Ergebnisse der Immunhistochemie lieĂen eine Kolokalisation beider Proteine nach Glucosedepletion erkennen. Mittels chemischen Detergenzien und Renin gelang im Nativen Western Blot die Unterscheidung zwischen RenBP Homodimer, Heterodimer und Monomer. Ein artifizieller ATP-Mangel durch Apyrase, Ă€hnlich der Glucosedepletion, bewirkte eine Heterodimerbildung. Allerdings gelang mit dieser Methode kein Nachweis des endogenen zytosolischen Renins mit dem verwendeten Antikörper. Der Abfall der NAGE-AktivitĂ€t unter Ăberexpression des zytosolischen Renins und Glucosemangel in Zusammenhang mit den bisher erhobenen Ergebnissen konnte die initial vermutete Interaktion zwischen RenBP und zytosolischen Renin bestĂ€tigen.
Im zweiten Teil der Arbeit sollte geklĂ€rt werden, ob ein RenBP Knock down Ă€hnliche Effekte ausĂŒbt, wie eine Interaktion zwischen RenBP und zytosolischem Renin. Der Knock down hatte keinen Einfluss auf die Nekroserate unter Kontrollbedingungen. Im Gegensatz zu den Kontrollzelllinien konnte bei Zellen mit einem milden RenBP Knock down ein weiterer Glucosedepletion-induzierter Anstieg der Nekroserate vermieden werden. Anhand dieser Daten schlussfolgern wir, dass unter IschĂ€mie-relevanten Bedingungen, wie einer Glucosedepletion, die zytosolische Bildung von RenBP-Renin-Heterodimeren mit einer Zellprotektion assoziiert ist. Weitere Untersuchungen mĂŒssen nach kritischer Betrachtung dieser Erkenntnis zur Verifizierung folgen.
Insgesamt weisen die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit auf die Notwendigkeit des RenBP beim zytoprotektiven Effekt des zytoslischen Renins in H9c2 Zellen hin. Neben der Suche anderer Interaktionspartner fĂŒr das zytosolische Renin ist zudem die KlĂ€rung des Stellenwertes des RenBP im Zellmetabolismus mit Auswirkung auf Prozesse wie Sialisierung und Glykosylierung zukĂŒnftig notwendig.
Die Nieren spielen in der Regulation des Blutdrucks eine sehr wichtige Rolle, da sie den Wasser- und Elektrolythaushalt kontrollieren und Schwankungen des Blutdrucks langfristig normalisieren können. Bei der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie wird hĂ€ufig eine Funktionsstörung der Nieren beobachtet, insbesondere eine Erhöhung des renalen GefĂ€Ăwiderstands. Die entsprechenden pathophysiologischen Prozesse sind noch nicht vollstĂ€ndig geklĂ€rt. Die Enzyme Rho-Kinase (ROCK) und NADPH-Oxidase (NOX) sind an vielen physiologischen Steuerungsprozessen des Organismus beteiligt, vor allem auch an der Regulation des GefĂ€Ătonus. Sie wurden in mehreren experimentellen und klinischen Studien mit der Entstehung einer arteriellen Hypertonie in Verbindung gebracht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es zu klĂ€ren, inwiefern ROCK und NOX in der Entwicklung einer arteriellen Hypertonie auf die Erhöhung des renalen GefĂ€Ăwiderstands Einfluss nehmen. Die Untersuchungen wurden am Tiermodell der Cyp1a1ren-2 transgenen Ratten durchgefĂŒhrt, das es ermöglicht, durch Beigabe des Stoffes Indol-3-Carbinol zum Futter, eine AngII-abhĂ€ngige Hypertonie zu induzieren. Die Tiere wurden in Gruppen mit unterschiedlich langer Induktionsphase und Induktionsdosis aufgeteilt, wodurch verschiedene Phasen der Hypertonieentwicklung beobachtet werden konnten. AnschlieĂend wurden mit NierengefĂ€Ăen und Aortengewebe der Versuchstiere mehrere Experimente zur AktivitĂ€t der ROCK und NOX und deren Einfluss auf die GefĂ€ĂkontraktilitĂ€t durchgefĂŒhrt.
In den NierengefĂ€Ăen der induzierten Tiere konnte mittels PCR eine erhöhte Gen-Expression der NOX-Isoformen Nox1 und Nox2 nachgewiesen werden. Die Lucigenin verstĂ€rkte Chemilumineszenz ergab zudem Hinweise auf eine vermehrte NOX abhĂ€ngige Superoxidbildung in den NierengefĂ€Ăen der hypertonen Tiere. Die Gen-Expression der ROCK-Isoformen war nach Induktion eines Bluthochdrucks nicht signifikant unterschiedlich. Auch die AktivitĂ€t der ROCK, die durch Western-Blot Versuche ermittelt wurde, zeigte keine Unterschiede. ZusĂ€tzlich wurde in einem Drahtmyographen die GefĂ€Ăantwort auf Phenylephrin ohne und mit Zugabe des ROCK-Inhibitors Y-27632 sowie ohne und mit Zugabe des Superoxid RadikalfĂ€ngers Tiron gemessen. Auch wurde in einem Experiment die GefĂ€Ăantwort auf H2O2 untersucht. Diese Experimente lieĂen den Schluss zu, dass die ROCK bei den induzierten Tieren eine zunehmende Bedeutung in der Phenylephrin-induzierten GefĂ€Ăkontraktion renaler WiderstandsgefĂ€Ăe hatte, wohingegen radikale Sauerstoffspezies keinen verĂ€nderten Einfluss nach Induktion der Hypertonie zeigten. Im Rahmen dieser Arbeit war es zudem möglich, diese Untersuchungen zur GefĂ€ĂkontraktilitĂ€t auch an humanen renalen GefĂ€Ăen durchzufĂŒhren, die nach Tumor bedingter Explantation aus einer Niere gewonnen wurden. Hierbei zeigte sich durch die ROCK-Hemmung auch eine signifikante Verringerung der Agonist-induzierten Kontraktion menschlicher NierengefĂ€Ăe. Dies mag auf eine Ăbertragbarkeit der tierexperimentellen Ergebnisse auf die VorgĂ€nge in der menschlichen Niere hinweisen.
Zusammenfassend haben die Untersuchungen gezeigt, dass ROCK und NOX in unterschiedlicher Form einen Einfluss auf den renalen GefĂ€Ăwiderstand in der frĂŒhen Hypertonieentwicklung Cyp1a1ren-2 transgener Ratten haben. Dabei können auch Wechselwirkungen zwischen den Enzymen eine Rolle spielen, da mehrere andere Studien eine gegenseitige Aktivierung der ROCK und NOX beobachteten. Die vorliegende Arbeit unterstreicht die Bedeutung der Untersuchung der ROCK und NOX und ihrer Hemmstoffe mit dem Ziel der Entwicklung potenzieller neuer Medikamente, um die Therapie der Hypertonie weiter verbessern zu können.