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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-28646
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/2864/


Muthig, Verena

Alpha2-adrenerge Rezeptoren regulieren die Angiogenese

Alpha2-adrenergic receptors regulate angiogenesis

Dokument1.pdf (14.845 KB) (md5sum: bc3f247d9bafb4dd18bce874bfe8871c)

Kurzfassung in Deutsch

Das adrenerge System ist ein wesentlicher Regulator des Herz-Kreislaufsystems sowie des Stoffwechsels. Die biologischen Effekte der endogenen Mediatoren des adrenergen Systems, Adrenalin und Noradrenalin, werden über neun verschiedene G-Protein-gekoppelte Rezeptoren vermittelt. Zu diesen Rezeptoren gehören die drei Subtypen der alpha2-Adrenozeptoren, die als alpha2A, alpha2B und alpha2C bezeichnet werden. Als präsynaptische Rezeptoren hemmen sie die Freisetzung von Noradrenalin aus sympathischen Neuronen und modulieren auf diesem Wege die kardiovaskuläre Kontrolle durch den Sympathikus. Bei der Suche nach spezifischen Funktionen der alpha2-Rezeptorsubtypen in Mausmodellen mit adrenergen Gendeletionen fiel auf, dass alpha2-Adrenozeptoren auch für die Entwicklung der Plazenta notwendig sind. Nach Deletion der drei alpha2-Adrenozeptor-Gene kam es zu einer Störung der Vaskulogenese am Tag E10,5 der Embryonalentwicklung. Im Rahmen dieser Arbeit sollte untersucht werden, welche(r) der alpha2-Adrenozeptorsubtypen für die Bildung von Blutgefäßen während der Embryonalentwicklung verantwortlich ist. Der genaue molekulare Mechanismus dieser Angiogenesesteuerung durch alpha2-Adrenozeptoren sollte aufgeklärt werden und die Relevanz für die Angiogenese im erwachsenen Organismus sollte im Experiment untersucht werden.
Zur Untersuchung der Angiogenese in der Plazenta wurden Mäuse mit einer gezielten Deletion des alpha2B-adrenergen Rezeptorgens auf einen reinen C57BL6/J genetischen Hintergrund gekreuzt. In der Plazenta und im Dottersack wurde der alpha2B-Adrenozeptor bis zu 100-fach stärker exprimiert als die beiden anderen alpha2-Rezeptorsubtypen alpha2A und alpha2C. Die Deletion des alpha2B-Rezeptorgens führte zu einem Defekt in der Ausbildung von fetalen und mütterlichen Blutgefäßen im Plazenta-Labyrinth am Tag E10,5 der Embryonalentwicklung sowie zu einer Abnahme der Aktivierung der MAP-Kinasen ERK1/2. Zur Aufklärung des molekularen Mechanismus des Angiogenese-Defektes bei alpha2B-defizienten Mäusen wurde mittels Genarrays sowie quantitativen PCR-Analysen nach Änderungen in der Expression angiogener Gene in der Plazenta gesucht. Insgesamt waren in der Plazenta alpha2B-defizienter Mäuse 74 Gene >1,5-fach heraufreguliert und 105 Gene vermindert exprimiert. Unter diesen Genen hat die gesteigerte Expression des VEGF-Rezeptors-1 (Flt-1) und seiner löslichen Splicevariante sFlt-1 eine besondere Bedeutung. Blockade von Flt-1 mit einem Antikörper führte zur Normalisierung der Gefäßbildung in der Plazenta.
Darüber hinaus belegen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass alpha2B-Rezeptoren auch bei der physiologischen Ausreifung des Gefäßsystems im Auge nach der Geburt sowie bei der Angiogenese nach einer Gewebeischämie eine wichtige Rolle spielen. Somit eröffnen sich durch Aktivierung oder Hemmung der alpha2B-Adrenozeptoren neue Therapiestrategien zur Behandlung von Erkrankungen mit Störungen der Gefäßbildung.


Kurzfassung in Englisch

The adrenergic system is an essential regulator of cardiovascular, neuronal and metabolic function. The biological effects of the endogenous mediators of the adrenergic system, the catecholamines adrenaline and noradrenaline, are mediated by nine distinct G protein-coupled receptor subtypes. The alpha2-adrenoceptors can be divided into three subtypes, the alpha2A-, alpha2B- and alpha2C-receptors. They are presynaptic receptors and inhibit transmitter release from adrenergic neurons and modulate cardiovascular control of the sympathetic system. To investigate the physiological relevance of adrenergic receptor subtype diversity, gene targeted mouse models carrying deletions in these receptor genes (“knock-out mice”) have been generated. Studies with mice lacking all three alpha2-receptor subtypes showed that alpha2-receptors are important regulators of placental structure and function. These mice died during midgestation from a severe defect in vascularisation of placenta and yolk sac. In this study, the alpha2B-receptor subtype was identified as being essential for vascular development during embryogenesis. The aim of the present study was to identify the molecular mechanism of alpha2-receptor-mediated angiogenesis and the relevance of this angiogenic pathway in the adult organism.
To investigate placental angiogenesis, congenic mice with a deletion of the alpha2B-receptor gene on a C57BL/6 wild-type background were used. In placenta and yolk sac of wild-type mice, RNA expression of the alpha2B-receptor subtype was 100-fold higher compared to alpha2A- and alpha2C-receptors. Congenic alpha2B-adrenoceptor-deficient mice developed a defect in fetal and maternal blood vessel formation in the placenta labyrinth at embryonic day 10.5 (E10.5). This defect was accompanied by reduced endothelial cell proliferation and decreased ERK1/2 phosphorylation levels in the alpha2B-receptor-deficient placenta. In order to search for antiangiogenic or angiogenic genes which might be dysregulated in alpha2B-receptor-deficient mice, microarray experiments and quantitative PCR-analysis were performed using RNA isolated from total placenta of E10.5 wild-type and mutant embryos. This revealed 179 well-annotated genes which were significantly up- or downregulated more than 1.5-fold in the alpha2B-receptor-deficient placenta (74 genes up- and 105 genes downregulated). Among these genes the increased RNA expression of the vascular endothelial growth factor receptor 1 (VEGFR-1 or Flt-1) and its soluble splice variant sFlt-1, which are co-expressed with alpha2B-receptors in the placenta, plays an important role. Neutralisation of Flt-1 and sFlt-1 by a specific antibody in vivo prevented the vascular defect in alpha2B-receptor-deficient placenta.
Alpha2B-receptors are important for angiogenesis not only during embryogenesis but also in the adult organism. They are involved in retinal vascularisation after birth and in the angiogenic process during tissue ischemia. Therefore new therapy strategies in vascular diseases can be discussed by activation or inhibition of alpha2B-adrenoceptors.


SWD-Schlagwörter: Angiogenese , Adrenerger Rezeptor , Vascular endothelial Growth Factor , Plazenta , Embryonalentwicklung
Freie Schlagwörter (deutsch): alpha2B-adrenerge Rezeptoren , Plazentavaskularisierung , MAPK , VEGFR-1
Freie Schlagwörter (englisch): alpha2B-adrenergic receptors , placental vascularisation , MAPK , VEGFR-1
Institut: Inst. für Pharmakologie und Toxikologie
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Hein, Lutz (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.01.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 08.02.2007
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