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2  Eigene Arbeiten zu direkten vaskulären Effekten von Angiotensin II und PPARs

2.1 Pro-atherosklerotische Wirkungen von Angiotensin II auf vaskuläre/ inflammatorische Zellen

2.1.1 Angiotensin II Induziert die Migration von Blutmonozyten

Angiotensin II ist ein wichtiger vasokonstriktorischer Wachstumsfaktor und spielt eine zentrale Rolle in der Blutdruckregulation und in der Aufrechterhaltung eines ausgeglichenen Salz- und Wasserhaushaltes. [26] Zusätzlich konnten kürzlich direkte, blutdruckunabhängige Effekte von Angiotensin II in der Gefässwand nachgewiesen werden. Die Infusion von Angiotensin II in Apolipoprotein E-defiziente Mäuse führte zu einer massiven Verstärkung der Entstehung atherosklerotischer Plaques. [13] Die verwendete Angiotensin II Dosis hatte keinen Einfluss auf den Blutdruck der Tiere, so dass von einem direkten Effekt auf die Gefässwand auszugehen ist. Parallel konnte in mehreren Studien eine pro-inflammatorische Wirkung von Angiotensin II in der Gefässwand beobachtet werden und es wird spekuliert, dass Angiotensin II über die Stimulation der vaskulären Inflammation die Entstehung der Atherosklerose fördert. Bisherige Studien konzentrierten sich überwiegend auf pro-inflammatorische Effekte von Angiotensin II in vaskulären Endothelzellen und glatten Gefässmuskelzellen (VSMC). In Endothelzellen stimuliert Angiotensin II die Expression verschiedener Adhäsionsmoleküle (E-Selektin, VCAM-1 (vascular cell adhesion molecule-1), ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1), was zu einer verstärkten Anheftung von Leukozyten an die Gefässwand führt. [27, 28, 29] In VSMC induziert Angiotensin II das Chemokine „Monocyte Chemoattractant Protein 1“ (MCP-1), ein weiterer wichtiger pro-inflammatorischer Faktor in der Gefässwand. [30] In neuen Studien wurden der AT1-R und der AT2-R ebenfalls auf Monozyten identifiziert. [31] Es konnte gezeigt werden, dass Angiotensin II in Monozyten die Abgabe proinflammatorischer Zytokine wie Interleukin-1β und Tumor necrosis factor α stimuliert, was zur Atherogenese beitragen könnte. [32, 33] Zusätzlich wird die Aufnahme von proatherogenem, oxidiertem LDL und dessen weitere oxidative Modifikation in Makrophagen durch Angiotensin II induziert. [34] Angiotensin II-vermittelte Effekte auf Monoyzten scheinen wesentlich an der pro-atherogenen Wirkung von Angiotensin II beteiligt zu sein.

Unsere Arbeitsgruppe konnte zeigen, dass Angiotensin II eine direkte chemotaktische Wirkung auf Blutmonozyten hat. [14] Angiotensin II induzierte die Migration von primären humanen Blutmonozyten und von monzytären THP-1 Zellen über eine extrazelluläre Matrixbarriere im modifizierten Boydenkammer-Migrationsassay (Abbildung 1A). Die pro-migratorische Wirkung von Angiotensin II stellt ein weiteren Mechanismus dar, durch den die atherosklerose-fördernde Wirkung dieses Peptides erklärt werden kann. Zusätzlich untersuchten wir die durch Angiotensin II aktivierten Signaltransduktionswege in primären Monozyten und THP-1 Zellen. Nach Blockade des AT1-R mit dem selektiven AT1-R Antagonisten Losartan wurde die Angiotensin II-induzierte Migration der Zellen dosisabhängig inhibiert, wobei die Blockade des AT2-R mittels PD123319 keinen Effekt hat (Abbildung 1B). Im weiteren identifizierten wir mit Hilfe von selektiven pharmakoligischen Inhibitoren c-Src, p38-Kinase und die mitogen-aktvierten Proteinkinasen ERK1/2 als Angiotensin II-abhängige, pro-migratorische Signalwege in Monozyten.


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Abbildung 1 : A.) Angiotensin II induziert die Migration von humanen Monozyten. Die Migration von humanen peripheren Blutmonozyten (HPBM) und humanen THP-1 Monozyten (THP-1) wurde durch die Hinzugabe von Angiotensin II (0.01 - 1 µmol/L) in das untere Kompartment einer modifizierten Boydenkammer induziert. Die Migration der Zellen ist als x-facher Anstieg über die Migration unbehandelter Zellen dargestellt. Die Daten sind dargestellt als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 und ** P < 0.01 versus unbehandelte Zellen. B.) HPBM und THP-1 Zellen wurden mit dem AT1-R Antagonisten Losartan, AT2-R Antagonisten PD123319, mit dem Src-Inhibitor PP2 (inaktives Analogon PP3), mit dem p38-Kinase Inhibitor SB203580 und mit dem MEK-Inhibitor PD98059 vorbehandelt und im Anschluss mit Angiotensin II stimuliert. Die Migration der Zellen ist als als prozentualer Anteil der Migration Angiotensin II-stimulierter Zellen dargestellt. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 und ** P < 0.01 präsentiert.

Zellbewegung erfordert die kontinuierliche Umstrukturierung des Zytoskelettes. Dies beinhaltet die Phosphorylierung von zytoskelett-assoziierten Tyrosinkinasen und die Formierung von fokalen Adhäsionskomplexen. Die Prolin-reiche Tyrosinkinase (Pyk2) und Paxillin sind zwei zytoskelett-assozierte Proteine, deren Phosphorylierung und Aktivierung für die Zellmigration erforderlich ist.

Zur Aufklärung zugrundeliegender Mechanismen der pro-migratorischen Wirkung von Angiotensin II in Monozyten, untersuchten wir die Phosphorylierung von Pyk2 und Paxillin nach Angiotensin II Stimulation. Angiotensin II induzierte die Phosphorylierung von Pyk2 mit einem Maximum nach 10min und 1µmol/L (Abbildung 2A). Parallel wurde nach 2min Angiotensin II (1 µmol/L) Paxillin phosphoryliert (Abbildung 2B). Um die zytoplasmatischen Signaltransduktionwege der Angiotensin II-induzierten Pyk2- und Paxillin-Phosphorylierung weiter zu charakterisieren wurden die Zellen mit verschiedenen pharmakologischen Inhibitoren behandelt. Wir konnten zeigen, dass beide Zytoskelett-assoziierten Proteine über den AT1-R phosphoryliert werden, da Losartan die Angiotensin II-vermittelte Induktion von Pyk2 und Paxillin nahezu vollständig blockiert (Abbildung 2A und 2B). Zusätzlich ist die Aktivierung von c-Src für die Phosphorylierung von Pyk2 und Paxillin erforderlich, da ebenfalls der Src-Inhibitor PP2 die Angiotensin II Stimulation komplett blockierte (Abbildung 2A und 2B). Die Inhibitoren der MAP-Kinasen p38 und ERK1/2 hatten keinen Effekt, so dass diese beiden Signaltransduktionwege „downstream“ von Pyk2 und Paxillin aktiviert werden.


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Zusammenfassend konnten wir in dieser Studie eine neue pro-atherogene Wirkung von Angiotensin II identifizieren. Angiotensin II stimuliert via AT1-R Aktivierung direkt die Migration von Monozyten, was mit der Phosphorylierung zweier zentraler Zytoskelett-assoziierten Proteine verbunden ist. Zusätzlich ist die Aktivierung der zytoplasmatischen Signaltransduktionswege: c-Src, p38-Kinase und ERK1/2 für die pro-migratorische Wirkung von Angiotensin II in Monozyten erforderlich.

Abbildung 2 : Die Angiotensin II - induzierte Phosphorylierung von Pyk2 und Paxillin ist AT1-R und Src-Kinase abhängig. Humane THP-1 Monozyten wurden mit dem AT1-R-Antagonist Losartan (LOS), dem AT2-R-Antagonist PD123319, dem Src-Kinase Inhibitor PP2, einem inaktiven Analogon PP3, dem p38-Kinase Inhibitor SB203580 und dem ERK 1/2-Kinase Inhibitor PD98059 für 30min präinkubiert und dann mit Angiotensin II behandelt. Nach 10min (Pyk2) (A.) und 2min (Paxillin) (B.) wurden Proteine extrahiert und mittels Western Immunblotting analysiert. Die phosphorylierte Form von Pyk2 und Paxillin wurden mit Hilfe phospho-spezifischer Antikörper (obere Banden) analysiert. Die Angiotensin II-induzierte Phosphrylierung konnte bei beiden Proteinen durch Losartan und PP2 inhibiert werden. Parallel wurde die Gesamtexpression der Proteine untersucht (untere Banden). Die densitometrischen Daten sind prozentual zu den Angiotensin II-stimulierten Zellen angegeben. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 und ** P < 0.01 präsentiert.

2.1.2 Regulation der Angiotensin II-vermittelten VSMC-Proliferation

Die Proliferation von VSMC ist ein zentraler proatherosklerotischer Prozess während der späten Phasen der Plaqueentstehung. [5] In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass Angiotensin II die Hyperplasie von VSMC induziert. [35] Diese proliferationsfördernde Wirkung von Angiotensin II erfordert das Vorhandensein anderer [Seite 8↓] Wachstumsfaktoren, wohingegen in deren Abwesenheit Angiotensin II lediglich die Hypertrophie dieser Zellen stimuliert. Diese unterschiedlichen Antworten von VSMC auf Angiotensin II werden nach Aktivierung zytoplasmatischer Signaltransduktionswege auf der Ebene des mitotischen Zellzyklus reguliert.

Zellproliferation erfordert zunächst den Übertritt der ruhenden Zelle von der sogenannten G0/G1-Phase des Zellzyklus in die DNA-Synthese Phase (S-Phase). [36] Die Progression durch die G0/G1-Phase zur S-Phase wird koordiniert durch die Expression und Aktivierung von multiplen Holoenzymen, welche aus einer Cyclineinheit und einer katalytischen cyclinabhängigen Kinase bestehen. [37] Das Cyclin D1 konnte als zentrales G1-Phase Cyclin identifiziert werden. Holoenzyme phosphorylieren das Retinoblastoma Tumorsupressorprotein (Rb), was zur Inaktivierung von Rb und zur Freisetzung des gebundenen Transkriptionsfaktors E2F führt. [38] E2F stimuliert dann die Transkription von Genen, welche Proteine kodieren, die für den Übertritt in die S-Phase erforderlich sind. [39] Von der S-Phase tritt die Zelle dann in die Mitose-Phase (G2/M-Phase) ein, die in der Zellteilung und Zellproliferation endet. [36] Kommt es zur Blockade einzelner Schritte dieses Zyklus so kann eine Hypertrophieantwort resultieren. Die Expression und Aktivierung der G1-Phase Moleküle wird durch zytoplasmatische MAP-Kinasen reguliert. [40]

Abbildung 3 : Die Angiotensin II-induzierte Rb-Phosphorylierung und Cyclin D1 Expression werden durch die p38 Kinase negativ reguliert. Humane koronare VSMC wurden mit Angiotensin II (1µM) ± p38 Kinase Inhibitoren SB203580 (SB, 10µM) und SKF-86002 (SKF, 10µM), und dem MEK-Inhibitor PD98059 (PD, 30µM) stimuliert. A.) Nach 24h wurde mittels Western Immunoblotting unter Verwendung von phospho-spezifischen Antikörpern der Rb-Phosphorylierungsstatus an zwei verschiedenen Phosphorylierungsstellen (Ser795 und Ser807/811) ermittelt. Gezeigt sind repräsentative Blots von 3 unabhängigen Experimenten. B.) Nach 24h wurde die Proteinxpression von Cyclin D1 analysiert. Ein repräsentativer Immunoblot und die densitometrische Analyse von 3 unabhängigen Experimenten sind dargestellt. Die densitometrischen Ergebnisse sind als x-facher Anstieg über die Expressionlevel von unstimulierten Zellen dargestellt. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 vs. unstimulierte VSMC präsentiert.

Um die genauen Mechanismen der Angiotensin II-vermittelten VSMC Proliferation/ Hypertrophie aufzuklären, untersuchten wir in humanen koronaren VSMC die Wirkung von Angiotensin II auf die Expression und Phosphorylierung zentraler Zellzyklusmoleküle. [15] Hierbei wurde die Bedeutung der Angiotensin II-stimulierten MAP-Kinasen, p38 und ERK1/2, analysiert. Wir konnten zeigen, dass die Blockade der p38-Kinase mittels unterschiedlicher pharmakologischer Inhibitoren (SB203580 und SKF-86002) zur massiven Verstärkung der Angiotensin II-stimulierten Rb-Phosphorylierung führt (Abbildung 3A) Dies identifiziert die p38-Kinase als negativen Regulator Angiotensin II-[Seite 9↓] vermittelter Zellzykluseffekte. Die Blockade von ERK1/2 durch PD98059 hatte keinen Effekt. Die negative Regulation von Rb durch p38 scheint durch Supression der Cyclin D1-Expression bedingt zu sein, da es unter p38-Kinaseblockade ebenfalls zu einer Verstärkung der Cyclin D1-Expression in VSMC kommt (Abbildung 3B).

Abschliessend untersuchten wir mittels BrdU-Inkorporation, ob die negative Regulation von Rb und Cyclin D1 durch die p38 Kinase in einer Supression der Angiotensin II-induzierten DNA-Synthese resuliert. Übereinstimmend mit den Wirkungen auf die Zellzyklusmoleküle führte die Blockade des p38-Kinase Signalweges zur Verstärkung der Angiotensin II-induzierten DNA-Synthese (Abbildung 4). Zusammenfassend konnten wir somit in diesen Untersuchungen die p38-Kinase als negativen Regulator der Angiotensin II-stimulierten DNA-Synthese indentifizieren. Bei Blockade dieses Signalweges kommt es zu einer Verstärkung der proliferationsfördernden Angiotensin II Effekte. Da es in Anwesenheit anderer Wachstumsfaktoren zur Blockade der p38-Kinaseaktivität kommen kann, könnte dieser Mechanismus eine Erklärung für die unterschiedlichen Antworten von VSMC auf Angiotensin II sein. [41] Diese Mechanismen stellen eine wichtige pro-atherosklerotische Interaktion von Angiotensin II mit anderen Wachstumsfaktoren in der Gefässwand dar.

Abbildung 4 : Die Angiotensin II-induzierte DNA-Synthese wird durch die p38 Kinase negativ reguliert. Humane koronare VSMC wurden mit Angiotensin II (1µM) ± p38 Kinase Inhibitor SB203580 (SB, 10µM) stimuliert. Nach 24h wurde die DNA-Synthese mittels Inkorporation des Thymidinanalogs BrDU ermittelt. BrdU-positive Zellen wurden in 4-6 Gesichtsfeldern pro Platte gezählt und auf die Gesamtzellanzahl bezogen. Die Daten sind als x-facher Anstieg über unstimulierte Kontrollzellen angegeben. Mittelwerte ± SEM, * P < 0.05 vs. unstimulierte VSMC sind präsentiert.


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2.2  Anti-atherosklerotische Effekte von PPARs in vaskulären/ inflammatorischen Zellen

2.2.1 PPARα -und PPARγ -Liganden hemmen die monozytäre Migration

Ein zentraler Prozess in der frühen Enstehungsphase des atherosklerotischen Plaques ist die Migration von Monozyten aus dem Blutstrom in den vaskulären subendothelialen Raum. [3] Diese Extravasation wird massgeblich von lokal produzierten Chemokinen stimuliert. Einer der stärksten chemotaktischen Stimuli für Blutmonozyten ist das C-C Chemokine MCP-1 (Monocyte Chemotactic Protein-1), welches von vaskulären Endothelzellen und VSMC produziert wird. So kommt es bei MCP-1 Defizienz zu hoch signifikant weniger atherosklerotischer Plaqueentstehung in LDL-Rezeptor-deifizienten Mäusen. [42]

Zur Auklärung direkter anti-atherosklerotischer Effekte von Aktivatoren der PPAR-Rezeptoren untersuchten wir die Wirkung verschiedener PPARα - und PPARγ -Liganden auf die MCP-1-induzierte Migration von THP-1 Monozyten. [21] Zusätzlich untersuchten wir die Bedeutung des heterodimeren PPAR-Parnters RXRα mittels Einsatz eines spezifischen RXRα -Liganden. Wie in Abbildung 5A dargestellt kommt es nach Aktivierung von PPARγ durch die Thiazolidinedione Troglitazon und Rosiglitazon zu einer konzentrationsabhängigen Inhibierung der MCP-1-stimulierten Monozytenmigration. Die Vorbehandlung mit den PPARα -Liganden WY-14643 und ETYA (5,8,11,14-Eicosatetraynoic acid), sowie mit dem RXRα -Liganden AGN 4204 führte ebenfalls zu einer signifikanten Blockade der MCP-1 induzierten Migration (Abbildung 5B). Die antimigratorische Wirkung der PPAR-Aktivierung stellt eine anti-atherosklerotische Funktion der Rezeptoren dar, welche die frühen Phase der Plaqueentstehung blockiert.

Zusätzlich zum chemotaktischen Signal ist die Degradation der Basallamina und des interstitiellen Stromas eine Voraussetzung für die Extravasation und Emigration von Blutmonozyten. [43] Diese Degradation wird durch sogenannte Matrixmetalloproteinasen (MMPs) vorgenommen, welche zu grossen Anteilen von Monozyten sezerniert werden. MMPs sind eine Familie von Endopeptidasen, die sämtliche Formen extrazellulärer Matrixproteine verdauen können. [44] MMP-9 ist ein Mitglied der MMP-Familie, welches in hohem Masse in atherosklerotischen Läsionen exprimiert wird. [45]

Um die zugrundeliegenden Mechanismen der anti-migratorischen Wirkungen von PPAR-Liganden aufzuklären untersuchten wir die Expression von MMP-9 im Zellkulturüberstand in der Ab-und Anwesenheit der angegebenen Aktivatoren. Die Aktivierung von PPARγ durch Troglitazon und Rosiglitazon führte zu einer signifikanten Reduktion von MMP-9, wohingegen die PPARα -Aktivatoren WY-14643 und ETYA keinen Effekt hatten (Abbildung 6A und 6B). Inkubation mit dem RXRα -Ligand AGN 4204 führte ebenfalls zu einer Reduktion von MMP-9 (Abbildung 6B). Diese Daten weisen daraufhin, dass die anti-migratorische Wirkung von PPARγ und RXRα über die Reduktion des matrix-verdauenden Enzyms MMP-9 vermittelt wird, wobei PPARα -Liganden über andere Mechanismen die monzytäre Migration blockieren.


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Abbildung 5 : PPARγ , PPARα und RXRα Liganden inhibieren die MCP-1-induzierte THP-1 Monozytenmigration. THP-1 Monozyten wurden mit den PPARγ Liganden Troglitazon oder Rosiglitazon, dem MEK-Inhibitor PD98059 (A.), den PPARα Liganden WY-14643 oder 5,8,11,14-Eicosatetraynoic Acid oder dem RXRα Liganden AGN4204 (B.) 30min behandelt und anschliessend wurde die Migration zu MCP-1 im modifizieren Boydenkammerassay analysiert. Die Migration ist als Prozentangabe der Vehikel (DMSO)-behandelten, MCP-1-stimulierten Zellen angegeben. Die Experimente wurde 3 mal im Duplikat wiederholt. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 und ** P < 0.01 vs. MCP-1+DMSO präsentiert.


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Abbildung 6 : PPARγ und RXRα Liganden inhibieren MMP-9 Expression im Zellkulturüberstand von THP-1 Monozyten. Die Zellen wurden mit den PPARγ Liganden Troglitazon oder Rosiglitazon (A.), den PPARα Liganden WY-14643 oder 5,8,11,14-Eicosatetraynoic Acid, dem RXRα Liganden AGN4204 oder dem MEK-Inhibitor PD98059 (B.) vorbehandelt und anschliessend mit PMA inkubiert. Nach 24h wurde der Zellüberstand entnommen und die Expression von MMP-9 mittels Western Immunoblotting ermittelt. Im oberen Anteil der Grafiken sind repräsentative Blots von 3 unabhängigen Experimenten dargestellt. Die Grafik zeigt densitometrische Analysen der MMP-9 Expression, welche in Prozent der PMA/ DMSO-stimulierten Zellen angegeben sind. Die densitometrischen Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 und ** P < 0.01 vs. PMA+DMSO präsentiert.


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2.2.2  Regulation der PPARγ -Expression in Monozyten

Die anti-atherosklerotische Wirkung von PPARγ steht in direkter Abhängigkeit der Expressionslevel des Rezeptors in der Gefässwand bzw. in vaskulären Zellen. Die PPARγ -Expression wird zu grossen Teilen von lokalen Wachstumsfaktoren reguliert. [46] Zur weiteren Charakterisierung von monozytärem PPARγ untersuchten wir die Regulation der Expression durch einen Wachstumsfaktor, der stark in atherosklerotischen Läsionen exprimiert wird. THP-1 Monozyten wurden mit TGF-β 1 (Transforming Growth Factor-β 1) stimuliert und die Expression von PPARγ auf mRNA- und Proteinebene bestimmt. [47] Die Stimulation mit TGF-β 1 führte zu einem signifikanten Anstieg der mRNA der PPARγ 1-Isoform, deren Expression bisher in Monozyten beschrieben war (Abbildung 7A und 7B). Interessanterweise kam es gleichzeitig zur Induktion der PPARγ 2 Isoform, die bisher lediglich im Fettgewebe identifiziert wurde (Abbildung 7A und 7B). [48] Die Stimulation auf mRNA Ebene liess sich auf Proteinebene bestätigen.

Abbildung 7 : TGF-β 1 stimuliert PPARγ 1 und PPARγ 2 mRNA Expression. A.) THP-1 Monozyten wurden für 24h mit TGF-β 1 (5ng/ml) oder PMA (100nM) behandelt und anschliessend Gesamt RNA isoliert. Zur Detektion der PPARγ 1 und γ 2 mRNA Isoformen wurden RNase Protection Assays verwendet. Die linke Spur zeigt zwei Banden der unverdauten PPARγ Probe. Als Negativkontrolle wurde Hefe t-RNA benutzt. GAPDH wurde verwendet zur Ladungskontrolle. Ein repräsentatives Autoradiogramm von 3 verschiedenen Experimenten ist dargestellt. B.) THP-1 Monoyzten wurden mit TGF-β 1 (5ng/ml) behandelt und Gesamt RNA wurde nach den angegebenen Zeitintervallen isoliert. RNase Protection Assays wurden durchgeführt (siehe A.). Ein repräsentatives Autoradiogramm von 3 verschiedenen Experimenten ist dargestellt.

Zur weiteren Charakterisierung transkriptioneller Mechanismen der prominenten PPARγ 2 Stimulation, führten wir in THP-1 Monoyzten transiente Transfektionexperimente durch, in denen die Promotoraktivität des PPARγ 2 Promotors mit Hilfe eines Reportergenkonstruktes ermittelt wurde. Übereinstimmend mit einer Stimulation auf Transkriptionsebene kam es nach TGF-β 1 Behandlung zu einem 3.4-fachen Anstieg der PPARγ 2 Promotoraktivität (Abbildung 8). Die Mutation von zwei Bindungsstellen für C/EBP (CCAAT/Enhancer Binding Protein) Transkriptionsfaktoren reduzierte die TGF-β 1 vermittelte Stimulation des PPARγ 2 Promotors um 65% (Abbildung 8). Somit scheint die Bindung von C/EBP Proteinen eine wichtige Bedeutung für die Regulation von monozytärem PPARγ 2 durch TGF-β 1 zu haben.


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Abbildung 8 : TGF-β 1 induziert PPARγ 2 Transkription. THP-1 Monozyten wurden mit den angegebenen Wildtyp-und mutierten PPARγ 2 Promotor Luciferase Konstrukten transfiziert und anschliessend mit TGF-β 1 (5ng/ml) stimuliert. Nach 24h wurde die Luciferaseaktivität bestimmt und zur Aktivität einer kotransfizierten Renilla Luciferase normalisiert. Die Resultate sind als x-facher Anstieg über unbehandelte THP-1 Monozyten angegeben. Die Experimente wurden 3 mal wiederholt und die Ergebnisse sind als Mittelwert ± SEM dargestellt.

Abbildung 9 : TGF-β 1 stimuliert die transkriptionelle Aktivität von PPARγ . THP-1 Monozyten wurden mit dem angegebenen Luciferase Reporterkonstrukt transfiziert. Im Anschluss wurden die Zellen mit TGF-β 1 (5ng/ml) ± Rosiglitazon (10µM) behandelt. Nach 24h wurde die Luciferaseaktivität bestimmt und zur Aktivität einer kotransfizierten Renilla Luciferase normalisiert. Die Resultate sind als x-facher Anstieg über unbehandelte THP-1 Monozyten angegeben. Die Experimente wurden 3 mal wiederholt und die Ergebnisse sind als Mittelwert ± SEM dargestellt.

Abschliessend untersuchten wir, ob die Stimulation der PPARγ Expression durch TGF-β 1 auch in einer erhöhten transkriptionellen Aktivität von PPARγ resultierte. Hierzu wurden transiente Transfektionsexperimente mit einem 3 Acyl-CoA oxidase PPRE-Tk-Luciferase Reporter Vektor durchgeführt. Im Einklang mit den Expressionsdaten kam es unter TGF-β 1 Stimulation zu einem 2.1-fachen Anstieg der basalen PPRE-Aktivität und zu einem 6.4-fachen Anstieg in der Anwesenheit des PPARγ -Liganden Rosiglitazon (Abbildung 9).

Zusammenfassend konnten wir in dieser Studie zeigen, dass PPARγ Expression und Funktion massgeblich durch Wachstumsfaktoren reguliert wird, welche in atherosklerotischen Läsionen exprimiert sind. Diese Regulation spielen eine wichtige Rolle in der Modulation anti-atherosklerotischer Effekte von PPARγ in der Gefässwand. [Seite 15↓] Zusätzlich identifizierten wir die PPARγ 2 Isoform in monzytären Zellen. Die Aufklärung der Funktion dieser Isoform ausserhalb von Fettgewebe Bedarf jedoch weiterer Untersuchungen.

2.2.3 PPARγ -Liganden hemmen die Zellyklusprogression in VSMC

Wie bereits oben beschrieben spielt die Proliferation von VSMC in den späten Phasen der atherosklerotischen Plaqueentstehung eine zentrale pathogenetische Rolle. [5] Pro-atherosklerotische Faktoren in der Gefässwand, wie z.B. Angiotensin II, stimulieren die Proliferation dieser Zellen und unterstützen damit die Progression der Plaqueentstehung. [35] Neben anti-atherosklerotischen Effekten auf inflammatorische Gefässwandzellen, konnte in Voruntersuchungen gezeigt werden, dass die Aktivierung von PPARγ durch Glitazone die Proliferation von VSMC in-vitro und in-vivo hemmt. [49]

Abbildung 10 : PPARγ Liganden blockieren die mitogen-induzierte G0/G1-S-Phase Progression. VSMC der Rattenaorta wurden nach Vorbehandlung mit Troglitazon (c.TRO, 10µM), Rosiglitazon (d.RSG, 10µM), PGJ2 (e.5µM) oder dem MEK-Inhibitor PD98059 (f.30µM) für 24h mit PDGF (20ng/ml) und Insulin (1µM) inkubiert. Anschliessend erfolgte eine DNA-Färbung mit Propidiumjodid und die Zellen wurden mittels Durchflusszytometrie analysiert. Repräsentative DNA-Histogramme von 3 unabhängigen Experimenten sind dargestellt.

Um die zugrundeliegenden Mechanismen dieser anti-proliferativen PPARγ Funktion aufzuklären, untersuchten wir die Effekte von verschiedenen PPARγ Aktivatoren auf die Zellzyklusprogression von VSMC und auf die Expression und Aktivität der beteiligten Zellzyklusmoleküle. [22] Zur Analyse der mitogen-aktivierten Zellzyklusprogression von der G0/G1-Phase in die S-Phase verwendeten wir eine flusszytometrische Methode mit der man mittels Propidiumjodid-DNA-Färbung die Menge der Zellen in den verschiedenen Zellzyklusphasen quantifizieren kann. Man sieht in Abbildung 10, dass es nach mitogener Stimulation zu einem deutlichen Anstieg der Zellenanzahl in der S-Phase kommt. [Seite 16↓] Behandelt man diese Zellen mit den PPARγ Liganden Troglitazon, Rosiglitazon oder dem endogenen Aktivator 15-deoxy-12,14∆prostaglandin J2 (PGJ2) , so kommt es zu einer signifikanten Blockade des G0/G1-S-Phase Übertritts.

Die Phosphorylierung des Rb-Proteins ist eine Voraussetzung für die Progression von Zellen von der G0/G1-Phase in die S-Phase. [38] Um die zugrundeliegenden Mechanismen der inhibitorischen Wirkung von PPARγ Liganden auf die Zellzyklusprogression aufzuklären, untersuchten wir die mitogen-induzierte Rb-Phosphorlyierung in VSMC in Ab-und Anwesenheit von PPARγ -Liganden. Alle untersuchten PPARγ Liganden führten zu einer prominenten Blockade der mitogen-aktivierten Rb-Phosphorylierung in VSMC der Rattenaorta und aus humanen Koronararterien (Abbildung 11A und 11B).

Abbildung 11 : PPARγ Liganden hemmen die Phosphorylierung von Rb. VSMC der Rattenaorta (A.) RASMC) und aus humanen Koronararterien (B.) CASMC) wurden mit PDGF (20ng/ml) und Insulin (1µM) stimuliert und mit Troglitazon (TRO), Rosiglitazon (RSG),15d- PGJ2 oder dem MEK-Inhibitor PD98059 vorbehandelt. Nach 24h wurden Gesamt-Zellproteine mittels Immuno-Western Blotting Experimenten analysiert. Repräsentative Immunoblots von 3 unabhängigen Experimenten sind dargestellt.

Abbildung 12 : PPARγ Liganden inhibieren cyclin D1- und cyclin E-abhängige Kinaseaktivität. VSMC der Rattenaorta wurden nach Vorbehandlung mit Troglitazon (TRO), Rosiglitazon (RSG), PGJ2 oder dem MEK-Inhibitor PD98059 (30µM) für 24h mit PDGF (20ng/ml) und Insulin (1µM) inkubiert. Im Anschluss wurde mit Anti-Cyclin D1 (A.) oder Anti-Cyclin E (B.) Antikörpern die korrespondieren Kinasen immunopräzipitiert. Die Kinaseaktivität in den Präziptitaten wurde dann mittels Phosphorylierung zugehöriger Substrate (Cyclin D1: lösliches Rb; Cyclin E: Histon) gemessen. Repräsentative Blots von 3 unabhängigen Experimenten sind dargestellt.

Die Rb-Phosphorylierung wird durch Holoenzyme aus einer Cyclineinheit und einer katalytischen cyclinabhängigen Kinase induziert, wobei die Cycline D1 und E eine zentrale Funktion haben. Wir untersuchten die Effekte der PPARγ Liganden auf die cyclin D1- und cyclin E-abhängige Kinase Aktivität mit Hilfe von Immunokomplex-Kinaseassays. Alle PPARγ Liganden führten zu einer markanten Reduktion der mitogen-induzierten Kinaseaktivitäten (Abbildung 12 A und 12B).


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Zusammenfassend liegt den antiproliferativen Effekten von PPARγ -Liganden eine Inhibierung der Zellzyklusprogression zugrunde. Diese wird hervorgerufen durch die Blockade mitogen-aktivierter zyklinabhängiger Kinaseaktivität, resultierend in einer Reduktion der Rb-Phosphorylierung und der darausfolgenden verminderten Verfügbarkeit von E2F. Diese Studie demonstriert eine zentralen anti-atherosklerotischen Mechanismus von ligand-aktiviertem PPARγ .

2.2.4 PPARγ Liganden hemmen die proliferationsfördernde Induktion von p21Cip1 in VSMC

Die Blockade der Zellzyklusprogression in VSMC durch PPARγ Liganden wird durch Inhibierung der cyclin D1- und cyclin E-abhängigen Kinaseaktivitäten hervorgerufen. Diese Kinaseaktivitäten werden massgeblich durch sogenannte cyclin-abhängige Kinaseinhibitoren reguliert. [50] In Vorstudien konnte gezeigt werden, dass die mitogene Induktion des cyclin-abhängigen Kinaseinhibitors p21Cip1 für die Zellzyklusprogression und folgende Proliferation erforderlich ist. [51] In unseren Vorarbeiten führte die Vorbehandlung mit PPARγ Liganden zur Blockade der mitogenen Stimulation von p21Cip1 , was einen potentiellen Mechanismus für die Effekte dieser Substanzen auf den VSMC Zellzyklus darstellen könnte. [22]

Abbildung 13 : PPARγ Liganden blockieren die mitogen-vermittelte p21Cip1 Proteinexpression. A.) a.) VSMC der Rattenaorta wurden mit PDGF (0.67 nM) und Insulin (1µM) stimuliert und mit Troglitazon (TRO, 10µM) und Rosiglitazon (RSG, 10µM) vorbehandelt. Nach den angegebenen Zeitintervallen wurde Gesamt-Zellprotein isoliert und mittels Western Immunoblotting analysiert. Repräsentative Immunoblots von 3 uanbhängigen Experimenten sind dargestellt. b.) Densitomterische Analyse der Western Immunoblotting Experimente aus A.). Die Resultate sind als x-facher Anstieg über die Expression in unstimulierten Zellen angegeben und die Ergebnisse sind als Mittelwert ± SEM präsentiert. B.) Nach Stimulation (siehe A.) wurde Gesamt-RNA aus den Zellen isoliert und mittels Northern Blotting analysiert. Expression des Chinese Hamster Ovary B (CHOB) Gens wurde als Ladungskontrolle verwendet. Repräsentative Northernblots von 3 uanbhängigen Experimenten sind dargestellt.

Zur weiteren Aufklärung dieser PPARγ Effekte analysierten wir die p21Cip1 Regulation durch PPARγ Liganden im Zeitverlauf auf Protein- und m-RNA Ebene. [52] Die PPARγ Liganden Troglitazon und Rosiglitazon inhibierten die mitogen-induzierte Stimulation von p21Cip1 Proteinexpression nach 24h (Abbildung 13A). Im Gegensatz zur Proteinregulation hatten die Behandlung mit PPARγ Liganden keine Auswirkungen auf die mitogen-stimulierte mRNA Expression, was auf eine post-transkriptionelle Regulation hinweist (Abbildung 13B).


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Es ist anzunehmen das PPARγ Liganden auf post-transkriptioneller Ebene die Akkummulation von p21Cip1 Protein reduzieren. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass spezifische Isoformen der Proteinkinase C (PKC) wesentlich an der Regulation von p21Cip1 beteiligt sind. [53] Um den Einfluss von PKC auf die PPARγ -vermittelte Inhibierung von p21Cip1 zu untersuchen, behandelten wir VSMC mit verschiedenen pharmakologischen PKC Inhibitoren und analysierten die p21Cip1 Expression. Die Vorbehandlung mit dem spezifischen PKCδ Inhibitor Rottlerin führte zu einer konzentrationsabhängigen Blockade vergleichbar den Effekten von PPARγ Liganden (Abbildung14).

Abbildung 14 : Der PKCδ -Inhibitor Rottlerin inhibiert die mitogen-induzierte p21 Proteinexpression. VSMC der Rattenaorta wurden mit PDGF (0.67 nM) und Insulin (1µM) stimuliert und mit den angegebenen Konzentrationen Rottlerin vorbehandelt. Nach 24h wurde Gesamt-Zellprotein isoliert und mittels Western Immunoblotting analysiert. Ein repräsentativer Immunoblot von 3 uanbhängigen Experimenten ist dargestellt.

Zur Untersuchung der Proteinstabilität von p21Cip1 wurden VSMC mit Cycloheximid vorbehandelt, um eine de-novo Proteinsynthese zu blockieren. Anschliessend wurde die Protein-Halbwertszeit im Western Immunoblot ermittelt. Die Grafik in Abbildung 15 demonstriert, dass sowohl die PPARγ Liganden, als auch der PKCδ Inhibitor die Halbwertszeit von p21Cip1 verkürzen und die Degradation des Proteins verstärken (Abbildung 15).

Abbildung 15 : PPARγ Liganden und Rottlerin verstärken die Proteindegradation von p21Cip1 . VSMC der Rattenaorta wurden nach 30-minütiger Vorbehandlung mit Troglitazon (TRO, 10µM), Rosiglitazon (RSG, 10µM) oder Rottlerin (2.5µM) mit PDGF (0.67nM) und Insulin (1µM) inkubiert. Vorher waren die Zellen 12h mit Cycloheximid (10µg/ml) behandelt worden. Nach den angegebenen Zeitintervallen wurde Gesamt-Zellprotein isoliert und p21Cip1 Protein mittels Western Immunoblotting quantifiziert. Die Intensität der Banden wurde densitometrisch analysiert und als log% der Expression bei 0h aufgetragen. Die Daten sind als Mittelwert von 3 unabhängigen Experimenten dargestellt.

Um abschliessend die Bedeutung von PKCδ für den inhibitorischen Effekt von PPARγ aufzuklären, wurde PKCδ mittels adenoviraler Infektion in VSMC überexprimiert und die Expression von p21Cip1 nach PPARγ Aktivierung wurde untersucht. Die Überexpression von PKCδ verhinderte die Blockade der p21Cip1 Reduktion durch PPARγ Liganden (Abbildung 16). Diese Daten demonstrieren eindeutig, das PPARγ Liganden die Stabilität von p21Cip1 über die Inhibierung von PKCδ regulieren. Zusammenfassend konnten wir in dieser Studie nachweisen, dass die antiproliferative Wirkung von PPARγ Liganden, zumindest teiweise, über die Blockade der mitogenen p21Cip1 Induktion vermittelt wird. Diese Regulation scheint durch die Blockade von PKCδ Signaling via Phosphataseaktivierung erreicht zu werden. Die Regulation von zytoplasmatischen Signaltransduktionswegen durch den ligand-aktivierten, nukleären Hormonrezeptor [Seite 19↓] PPARγ könnte eine Grundlage für zukünftige pleiotrope, anti-atherosklerotische PPARγ Effekte darstellen.

Abbildung 16 : Die Überexpression von PKCδ verhindert den inhibitorischen Effekt von PPARγ Liganden auf die mitogene Induktion von p21Cip1 . VSMC der Rattenaorta wurde mit einem Adenovirus infiziert, der das PKDδ Gen enthält (20pfu/Zelle). Ein LacZ Gen-enthaltender Adenovirus diente als Infektionskontrolle, 48h nach Infektion wurden die Zellen mit PDGF ± Troglitazon (TRO, 10µM) oder Rosiglitazon (RSG, 10µM) für 24h inkubiert und p21Cip1 Proteinexpression wurde mittels Western Immunoblotting analysiert. Ein repräsentativer Immunoblot von 3 uanbhängigen Experimenten ist dargestellt.

2.2.5 PPARα -Liganden hemmen die Migration von VSMC

Neben PPARγ ist eine weitere PPAR Isoform, PPARα , in vaskulären Zellen exprimiert.[16] In Vorstudien konnte gezeigt werden, dass PPARα ebenfalls anti-atherosklerotische Wirkungen in vaskulären Zellen und in-vivo hat. [16] In der späten Phase der Plaqueentstehung kommt es parallel zur Proliferation von neointimalen VSMC, zur Migration von VSMC aus der vaskulären Media in die neugeformte Neointima. Unterbindet man die Einwanderung dieser Zellen in neo-/ subintimale Gefässschichten so lässt sich die Enstehung atherosklerotischer Läsionen signifikant reduzieren.

Abbildung 17 : PPARα Liganden inhibieren die PDGF-gerichtete Migration von TGF-β -vorbehandelten VSMC. Die Migration von VSMC der Rattenaorta wurde durch die Zugabe von PDGF (20ng/ml) in das untere Kompartiment einer modifizierten Boydenkammer induziert. Die Migrationsfilter wurden mit Vitronektin (10µg/ml) beschichtet. Die Zellen wurden für 12h mit TGF-β (5ng/ml) ± WY-14643 (50-250µM) oder 5,8,11,14-Eicosatetranoic Acid (ETYA, 10-100µM) vorbehandelt. Die Migration ist in % der unbehandelten Zellen angegeben. Die Experimente wurde 3 mal im Duplikat wiederholt. Die Daten sind als Mittelwert ± SEM, * P < 0.05 vs. unbehandelte VSMC präsentiert.

In Vorarbeiten konnte die Arbeitgruppe von Prof. Law bereits die anti-migratorische Wirkung von PPARγ Liganden in VSMC nachweisen. [54] Wir untersuchten die Wirkung verschiedener PPARα Liganden auf die PDGF-stimulierte Migration von VSMC der Rattenaorta. [20] Die Vorbehandlung von VSMC mit PPARα Liganden führte nach Aktivierung der Zellen durch TGF-β zu einer signifikanten Reduktion der PDGF-induzierten Migration (Abbildung 17).


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Die VSMC Migration erfordert die Interaktion der Zellen mit der umgebenden extrazellulären Matrix (EZM). Diese Interaktion wird durch VSMC Oberflächenrezeptoren aus der Gruppe der Integrine reguliert. β 5-Integrine sind zentrale VSMC-Rezeptoren, die in atherosklerotischen Läsionen heraufreguliert werden und die Interaktion der Zelle mit den EZM Molekülen Vitronektin und Osteopontin vermitteln. [55, 56] PPARα Liganden hemmen die Protein- und mRNA Expression des β 5-Integrins. Diese Inhibierung könnte einen Mechanismus für die anti-migratorischen Wirkungen dieser Substanzen darstellen. In weiterführenden Untersuchungen demonstrierten wir in transienten Transfektionsexperimenten, dass die PPARα -vermittelte Inhibierung der TGF-β -stimulierten β 5-Integrinexpression auf transkriptioneller Ebene stattfindet (Abbildung 18).

Abbildung 18 : PPARα Liganden hemmen die TGF-β -induzierte β 5-Integrintranskription. VSMC der Rattenaorta wurden mit den angegebenen β 5-Integrinpromotorkonstrukten transfiziert. Anschliessend wurden die Zellen mit TGF-β (5ng/ml) ± WY-14643 (100µM) oder 5,8,11,14-Eicosatetranoic Acid (ETYA, 50µM) behandelt. Nach 24h wurde die Luciferaseaktivität gemessen und zur Aktivität eines kotransfizierten Renilla Luciferasekonstruktes normalisiert. Die Ergebnisse sind als x-facher Anstieg über die Aktivität in unbehandelten Zellen angegeben. A.) β 5-Integrinpromotor Deletionskonstrukte B.) Negativkontrolle mittels Transfektion des pGL3-Basisvektors. Die Experimente wurden 3 mal wiederholt und die Ergebnisse sind als Mittelwert ± SEM dargestellt, # P < 0.05 vs. unbehandelte VSMC, * P < 0.05 vs. TGF-β / Vehikel.

Durch die Interaktion von PPARα mit dem TGF-β -regulierten Transkriptionsfaktor Smad4 wird die Transkription des β 5-Integrins an einem TGF-β -response Element im β 5-Integrinpromotor verhindert (Abbildung 19). Interaktionen zwischen ligandaktivierten PPARs und Smad-Transkriptionsfaktoren konnten parallel von einer anderen Arbeitsgruppe für ligand-aktiviertes PPARγ nachgewiesen werden. Die PPAR-Smad Interaktion stellt einen grundlegenden molekularen, anti-atherosklerotischen Mechanismus der PPARs dar, welcher in Zukunft zur Entwicklung spezifischer Therapien beitragen könnte.


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Abbildung 19 : Ligand-aktiviertes PPARα bindet an SMAD 4 Transkriptionsfaktoren. VSMC der Rattenaorta wurden mit TGF-β (5ng/ml) ± WY-14643 (100µM) oder 5,8,11,14-Eicosatetranoic Acid (ETYA, 50µM) behandelt. Nach 4h wurde nukleäre Proteinextrakte isoliert und mit anti-PPARα oder unspezifischem IgG immunopräzipitiert. Repräsentative Immunoblots von 3 unabhängigen Experimenten mit Antikörpern gegen SMAD 4 oder PPARα sind dargestellt.

2.3 Hemmung der in-vivo Atherogenese durch PPAR-Aktivierung

2.3.1 Anti-atherosklerotische Effekte von PPARγ in LDL-R-defizienten Mäusen

In den dargestellten Arbeiten konnten wir in in-vitro Experimenten multiple anti-atherosklerotische Wirkungen von ligandaktiviertem PPARγ und PPARα nachweisen. Diese inhibitorischen Effekte betreffen sowohl die früheren Phasen der Atherogenese, wie die Monozytenmigration, als auch spätere Phasen der VSMC-Proliferation und -Migration. Zusätzlich unterliegt die Expression des PPARγ Transkriptionskfaktor im Monozyten der Regulation durch andere wichtige Wachstumsfaktoren. Diese Regulation beeinflusst verständlicherweise die Funktion des nukleären Rezeptors. Zur Klärung der in-vivo Wirkungen von ligand-aktiviertem PPARs auf den Atherogeneseprozess behandelten wir zwei verschiedenene atherosklerotische Tiermodelle mit dem PPARγ Liganden Troglitazon und analysierten die Entwicklung atherosklerotischer Läsionen.

Thiazolidindeone verbessern als sogenannte Insulinsensitizer die Wirkung von Insulin am metabolischen Endorgan und führen zur Senkung des Plasmainsulins. [16] Eine verbesserte Insulinwirkung könnte über die Normalisierung anderer metabolischer Parameter zur Reduktion atherosklerotischer Plaqueentstehung beitragen. Zur Beurteilung direkter vaskulärer Effekte von PPARγ Liganden wurden zwei verschiedene Tiermodelle der Atherosklerose verwendet. [57] LDL-R (low density lipoprotein receptor)-defiziente Mäuse erhielten eine hohe Fettdiät oder eine hohe Fruktosediät. Beide Gruppen entwickeln atherosklerotische Gefässläsionen, wobei die hohe Fettdiätgruppe zusätzlich hyperglykämisch und hyperinsulinämisch wird und somit einen Typ 2 Diabetes mellitus entwickelt. Diese Veränderungen bleiben bei der hohen Fruktosediät aus, so dass man in diesem Modell insulin-unabhängige Effekte besser beurteilen kann. Für 3 Monate wurde den Tieren 400mg/ kg KG Troglitazon peroral mit dem Futter verabreicht. Anschliessend wurde die Quantifizierung der atherosklerotischen Läsioen im Verlauf der Aorta mit Hilfe einer Sudan IV-Färbung und computergestützer Bildanalyse vorgenommen. Die Behandlung mit dem PPARγ Liganden Troglitazon führte in beiden Tiermodellen zu einer signifikanten Reduktion der atherosklerotischen Läsionen in der Aorta (Abbildung 20 und 21).


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Abbildung 20 : Der PPARγ Ligand Troglitazon inhibiert die Enstehung atherosklerotischer Läsionen in LDL-R-defizienten Mäusen. Zur Analyse der fettreichen atherosklerotischen Plaques wurde die Aorta mit Sudan IV gefärbt. A.) Normaldiät B.) Hohe Fettdiät C.) Hohe Fettdiät + Troglitazon D.) Hohe Fruktosediät E.) Hohe Fruktosediät + Troglitazon.

Abbildung 21 : Quantifizierung der anti-atherogenen Aktivität von Troglitazon in LDL-R-defizienten Mäusen. Der Mittelwert der aortalen atherosklerotischen Läsionsfläche (Sudan IV-Färbung) wurde in den in Abb. 20 beschriebenen Gruppen mittels computer-gestützter Bildanalyse quantifiziert. Troglitazon führte zur signifikanten Reduktion der mittleren Läsionsfläche: Hoch Fett 30% Reduktion (* P < 0.05 vs. Hoch Fett alleine); Hoch Fruktose 42% Reduktion ( ** P < 0.05 vs. Hoch Fruktose alleine).

In den LDL-R-defizienten Mäusen mit hoher Fettdiät normalisierte Troglitazon die Insulinplasmaspiegel, hatte aber keine Wirkung auf die Plasmaglukoselevel. In der Gruppe mit hoher Fruktosediät beeinflusste Troglitazon weder Plasmainsulin noch Plasmaglukose. Im Gegensatz dazu senkte Troglitazon die Gesamtcholesterin-Plasmaspiegel in der hohen Fruktosediätgruppe, hatte aber keinen Effekt auf das [Seite 23↓] Gesamtcholesterin in den Tieren, die eine hohe Fettdiät erhielten. Zusammenfassend kommt es unter Troglitazon Behandlung in den beiden Tiermodellen nicht zu einer konsistenten Verbesserung metabolischer Parameter. Da Troglitazon in beiden Tiermodellen zu einer markanten Reduktion der atherosklerotischen Läsionsbildung führt, sind daher direkte vaskuläre Effekte des PPARγ Liganden anzunehmen. Ein direkter vaskulärer Mechanismus der anti-atherosklerotischen PPARγ Wirkung wird zusätzlich durch eine signifikante Blockade der vaskulären Makrophagenakkummulation durch Troglitazon unterstützt (Abbildung 22).

Abbildung 22 : Troglitazon inhibiert die Akkummulation von Makrophagen in atherosklerotischen Läsionen. Paraffinschnitte aus dem Aortenbogen wurde immunhistochemisch mit dem Makrophagen erkennenden Antikörpern anti-CD68 gefärbt. A.) Hohe Fettdiät B.) Hohe Fettdiät + Troglitazon C.) Hohe Fruktosediät D.) Hohe Fruktosediät + Troglitazon E.) Quantifizierung des Makrophagengehaltes mittels computergestützter Bildanalyse Reduktion (** P < 0.05 vs. Hoch Fett/ Fruktose alleine).

Zusammenfassend konnten wir in den vorgestellten Studien zeigen, dass ligand-aktivierte PPARs mutiple anti-atherosklerotische Effekte in-vitro vermitteln, welche in einer anti-atherosklerotischen Wirkung im lebenden Organismus resultieren.

2.3.2 Hemmung der Angiotensin II-vermittelten Atherogenese durch PPARγ

In in-vitro Experimenten konnte bereits gezeigt werden, dass PPARα- und PPARγ-Aktivatoren multiple pro-atherosklerotische Angiotensin II Effekte inhibieren. PPARγ[Seite 24↓]Liganden blockieren die Angiotensin II-vermittelte Aktivierung des mitogenen Signaltransduktionsweges MAPK ERK1/2 und inhibieren die Angiotensin II-stimulierte DNA Synthese und Migration in VSMC. [24] In in-vivo Experimenten blockierten PPARα Liganden oxidative und pro-inflammtorische Effekte von Angiotensin II. [58] Im Einklang damit, inhibierten PPARγ Liganden zahlreiche pro-atherosklerotische Effekte, wie die vaskuläre DNA-Synthese und VCAM-1 Expression in Angiotensin II-infundierten, hypertensiven Ratten. [59] Zur Klärung ob PPARγ Aktivierung auch die Angiotensin II-vermittelte Atherogenese inhibiert, analysierten wird die atherosklerotische Plaqueentstehung unter Glitazonbehandlung in LDL-R-defizienten Mäusen, die für 2 Monate mit Angiotensin II infundiert wurden. [25] Rosiglitazon reduzierte die Entstehung atherosklerotischer Läsionen in der Aorta um 61%, wobei signifikante Änderungen von metabolischen Parametern, wie Cholesterin, Triglyzeride, Insulin und Glukose nicht beobachtet wurden. Die Reduktion atherosklerotischer Plaqueentstehung war assoziiert mit der Suppression des pro-inflammatorischen Transkriptionsfaktor Egr-1 in der Aorta. Zusätzlich waren zahlreiche Egr-1 Zielgene (TNFα, ICAM-1, MCP-1) durch PPARγ Aktivierung supprimiert. Die Inhibierung der Egr-1 Expression scheint, zumindest teilweise, die anti-atherosklerotische Wirkung der PPARγ Aktivierung bei der Angiotensin II-abhängigen Atherogenese zu erklären.

Die beschriebenen pro-atherosklerotischen Wirkungen von Angiotensin II und anti-atherosklerotischen Effekte ligand-aktivierter PPARs scheinen in der Vaskulatur auf verschiedenen Ebenen zu interagieren. Der Nachweis das PPAR Aktivatoren pro-atherogene Angiotensin II Effekte blockieren können, unterstreicht die pathophysiologische Verbindung dieser beiden System.


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22.04.2004