Direkt zum Inhalt | Direkt zur Navigation

Eingang zum Volltext

Lizenz

Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-74817
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/7481/


Haubold, Miriam

Alpha2B-Adrenozeptoren kontrollieren die Lungenentwicklung

Alpha2B-adrenoceptors control lung development

Dokument1.pdf (6.488 KB) (md5sum: 28985cd4e73f37f171ef1085b0380b38)

Kurzfassung in Deutsch

Die biologischen Effekte von Adrenalin und Noradrenalin werden durch neun G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, sogenannte Adrenozeptoren, vermittelt, die wichtige Zielmoleküle für Pharmaka darstellen. Obwohl transgene Mausmodelle wesentlich zur Entschlüsselung der Funktionen der Adrenozeptoren beigetragen haben, ist die biologische Bedeutung noch nicht für alle Rezeptor-Subtypen bekannt. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von alpha2B-Adrenozeptoren bei der postnatalen Entwicklung der Maus zu entschlüsseln. Hierzu wurden Mäuse mit einer heterozygoten Deletion des alpha2B-Adrenozeptor-Gens verpaart und die Nachkommen phänotypisiert. Unmittelbar nach der Geburt zeigten alpha2B-defiziente Nachkommen ein signifikant verringertes Körpergewicht und eine reduzierte Schädel-Steiß-Länge im Vergleich mit ihren Wildtyp-Geschwistertieren. Das Trinkverhalten, die Atemfrequenz und der Herzrhythmus der alpha2B-defizienten Mäuse waren normal. Sie entwickelten innerhalb der ersten postnatalen Stunden eine generelle Zyanose, die von letalem Atemversagen begleitet war. Als histologisches Korrelat konnte bei den alpha2B-defizienten Mäusen eine deutliche Verzögerung der Lungenreifung mit verminderter Alveolengröße und abnormal verdickten Septen identifiziert werden. Im Rahmen einer umfangreichen Suche nach differenziell exprimierten Genen, die für die Lungenentwicklung essenziell sind, konnten eine 2,7-fach erhöhte Expression des Sonic hedgehog-Gens (Shh) sowie eine Hochregulation des Shh-Rezeptors Patched und der Proliferations-marker Cyclin D1 und Mki67 identifiziert werden. Mittels Mikrodissektion von neonatalem Lungengewebe konnte eine Koexpression von alpha2B- und Shh-mRNA im Bronchialepithel nachgewiesen werden. Zwei Befunde belegen einen kausalen Zusammenhang zwischen alpha2B-Rezeptoren und Shh: Zum einen hemmte der alpha2-Agonist Medetomidin in Lungenschnitten in vitro die mRNA-Expression von Shh und Shh-Signalmolekülen. Zum anderen führte die Blockade der Shh-Signaltransduktion durch Cyclopamin in vivo zu einer signifikanten Reduktion des postnatalen Lungenversagens und zu einer Normalisierung der Lungenhistologie.
Diese Befunde zeigen, dass alpha2B-Adrenozeptoren eine wichtige Rolle für die Entwicklung der Lunge nach der Geburt spielen, indem sie das Signalmolekül Sonic hedgehog in Lungenepithelzellen supprimieren und dadurch die Entstehung einer interstitiellen Lungenfibrose verhindern.


Kurzfassung in Englisch

The biological effects of epinephrine and norepinephrine are mediated through nine G-protein coupled receptors. Those adrenoceptors are important targets for different pharmaceutical products. Thus, the aim of the present study was to determine the role of alpha2B-adrenoceptors during postnatal development of mice.
Heterozygous alpha2B-adrenoceptor-deficient mice (alpha2B+/-) were maintained on a pure C57BL/6 background and intercrossed to obtain alpha2B+/+, alpha2B+/- and alpha2B-/- offspring. alpha2B-/- mice died within the first hours after birth. Immediately after birth, alpha2B-/- mice had reduced body weight and body length. Their initial breathing rate, drinking behavior, cardiac rhythm and heart rate did not differ from alpha2B+/+ mice. No morphological defects could be identified in histological sections of the heart, kidney or liver of alpha2B-/- offspring. However, the lung of alpha2B-/- mice showed a severe phenotype with significantly reduced air spaces and abnormally thickened septi at P0. The morphology of the lungs before birth did not differ between alpha2B+/+ and alpha2B-/- mice, suggesting that the final step in lung development was impaired in alpha2B-/- mice. Several key molecules which have previously been identified to play an essential role for lung development were analysed by quantitative real-time PCR. Expression of sonic hedgehog (Shh) was 2.7-fold upregulated in alpha2B-/- as compared with alpha2B+/+ newborn mice. Microscopical analysis revealed a two-fold increase in mitosis rate of interstitial cells in alpha2B-/- as compared with alpha2B+/+ lungs. When analysed by tissue microdissection or immunohistochemistry, alpha2B-adrenoceptors and Shh were coexpressed in bronchial epithelia of alpha2B+/+ lungs. In vitro, the alpha2-agonist medetomidine suppressed mRNA expression of Shh and the cell cycle regulator cyclin D1 in alpha2B+/+ lungs but not in alpha2B-/- lungs. Consistent with these results, subcutaneous injections of cyclopamine, an inhibitor of the hedgehog signaling pathway, at embryonic day E17.5 significantly prolonged postnatal survival of alpha2B-/- mice.
alpha2B-adrenoceptors are essential for lung development. Activation of alpha2B-receptors suppresses expression of the signaling molecule sonic hedgehog in pulmonary epithelium and thus prevents the development of interstitial fibrosis in the perinatal lung.


SWD-Schlagwörter: Lunge , Adrenerger Rezeptor , Alpha-Rezeptor , Alpha-2-Rezeptor
Freie Schlagwörter (deutsch): Alpha-2B-Rezeptor , alpha2B-Adrenozeptor , Lungenentwicklung
Freie Schlagwörter (englisch): alpha2B-adrenoceptors , lung development , lung , adrenoceptor , alpha-adrenoceptor
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: 30.04.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 04.05.2010
Indexliste