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The role of low-density-lipoprotein receptor (LDLR) family members in human coronary artery endothelial cells in response to modified LDL
Eva Theres Gensberger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Marcela Hermann
DOI
10.25365/thesis.11804
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30486.82875.282166-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Erste Anzeichen der Atherosklerose kennzeichnen sich durch die endotheliale
Dysfunktion in Folge von massiver Schädigung des Endothels in der Intima der
Blutgefäße.
Der Blutfluss und die dabei wirkenden mechanischen Scherkräfte spielen eine
entscheidende Rolle in der Gefäßhomeostase und der Aufrechterhaltung der
Endothelfunktion. An Abgängen, Verzweigungen und Verengungen von Blutgefäßen
wirken geringere Scherkräfte und der Blutfluss verlangsamt sich, infolgedessen
treten an diesen Stellen vermehrt atherosklerotische Plauqes auf.
Verschiedene Krankheiten wie Diabetes, chronische Niereninsuffizienz und
Übergewicht gehen mit erhöhtem Blutcholesterolspiegel einher. Patienten haben
durch die Krankheit vermehrt modifizierte Lipoproteine im Blut.
Modifikationsprozesse von LDL stehen mit ersten Anzeichen der Atherosklerose in
Verbindung.
Humane koronare arterielle Endothelzellen (HCAEC) werden häufig im
Forschungsbereich der Atherosklerose, insbesondere der endothelialen Dysfunktion
eingesetzt, um die Wirkung von modifizierten LDLs und die dabei resultierende
Schädigung der Endothelzellen herauszufinden.
HDL und das weibliche Hormon Östrogen wirken Schädigungen entgegen und
werden als vasoprotektiv beschrieben.
Anhand von Toxizitätstests konnte die Lipotoxizität mit steigender Konzentration an
modifizierten LDL auf Endothelzellen gezeigt werden. Die Vermutung konnte
bekräftigt werden, dass HDL und 17-beta Estradiol (E2) den toxischen Effekt in
Zellkulturexperimenten vermindern konnten.
Frühere Studien befassten sich mit der Regulation von inflammatorischen Markern
und der Regulierung von Scavenger Rezeptoren, den sogenannten Fressrezeptoren.
Bisher ist wenig über die Regulation von LDL Rezeptor Familienmitgliedern im
vaskulären Endothelium bekannt.
Das Ziel meiner Diplomarbeit war, die Rolle von LDL Rezeptor Familienmitgliedern,
wie LDL Rezeptor, LRP1 und LRP2, in diesem Zusammenhang zu definieren.
Hierbei sollten HCAEC mit verschiedenen modifizierten LDLs (oxidiertem, glykiertem
und carbamyliertem LDL) behandelt werden. Weiters sollten geschlechtsspezifische
Unterschiede erfasst werden, indem Zellen zusätzlich zu modifizierten LDL mit E2
behandelt wurden.
Die Expressionsanalysen wurden unter statischen Bedingungen und unter
Einwirkung von Scherkräften in Zellkartuschen (Fiber Cell™ Model) durchgeführt.
Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass der Transkriptionslevel von LDL
Rezeptoren unter statischen Bedingungen und unter geringen Scherkräften
verringert wird. Erhöhter Blutfluss und Scherkräfte wirken aktiv auf Rezeptoren der
Endothelzellen. LRP2 mRNA konnte nur mit geringem Expressionstatus
nachgewiesen werden. LRP1 konnte auf Transkriptionsebene in
Zellkulturexperimenten nicht nachgewiesen werden, aber eine basale Aktivierung
unter Einfluss von Scherkräften.
In Zellkulturexperimenten zeigte die Inkubation von Endothelzellen mit E2 und
modifizierten LDL, einen geringen Antsieg von LRP1 und LRP2 auf mRNA Ebene.
Eine signifikante Steigerung der LDL Rezeptor mRNA-Expression konnte bei E2
Zugabe erkannt werden.
Generell scheint die mRNA-Expression von LDL Rezeptor Familienmitgliedern unter
Einwirkung von modifizierten LDLs in frühen atherosklerotischen Stadien verringert
zu werden.
Abstract
(Englisch)
First mark of atherosclerosis is linked to endothelial dysfunction, with a massive
injury of endothelium of the vascular intima of blood vessels.
Mechanical forces, as blood associated shear stress, play an important role in
cardiovascular physiology. Atherosclerotic lesions can be detected in regions of low
shear stress (LSS) and disturbed blood flow at curvatures and narrows of vessels
and capillaries.
Various diseases such as diabetes, chronic renal insufficiency, and obesity come
along with elevated levels of blood cholesterol and different modified low-density-
lipoproteins (LDL). The modification of lipoproteins is a key event in early
atherosclerosis, which leads to endothelial dysfunction and the formation of foam
cells.
Human coronary artery endothelial cells (HCAEC) are used for studies of
atherosclerosis, to observe the effect of modified LDL, such as oxidized,
carbamylated, and glycated LDL. High-density-lipoprotein (HDL) and also the female
hormone estrogen are defined to be vasoprotective and antagonize the formation of
atherosclerotic lesions.
Lipotoxicity on endothelial cells could be demonstrated with increasing concentration
of different modified LDL. We could determine that estrogen and HDL lower the
cytotoxic effect of modified LDL on endothelial cells in cell culture experiments.
Previous data focused on the regulation of inflammatory sensors and upregulation of
scavenger receptors. In this study the question was addressed to determine the role
of LDL receptor gene family members, such as LDL receptor, LRP1 and LRP2 in
HCAEC and the impact of modified LDL. More interest was also raised in sex specific
differences and the impact of estrogen 17-beta estradiol (E2) in vasculature. The
investigation was based on incubation of HCAEC with different modified LDL under
static cell culture condition and also under subjection to shear stress. The Fiber
Cell™ module is designed for cell culture experiments to study endothelial cells
under shear stress.
However, LDL receptor expression seemed to be downregulated on the transcript
level after exposure of endothelial cells to modified LDL under static conditions and
under LSS. HSS affects the activation of LDLR in vasculature. Hence, LRP2 could be
detected at low-level expression on the mRNA level in both conditions. LRP1 could
not be detected under static conditions, but a slight upregulation under shear stress
could be detected.
Moreover, estrogen induced a slight upregulation of the mRNA level of LRP1 and
LRP2 under static conditions. The LDL receptor seemed to be significantly
upregulated by estrogen administration, also published by Smith et al, 2004.
Concluding, the vasoprotective effect of estrogen and HDL and the lower incidence
of toxic effects of modified LDL on HCAEC could be shown. The expression of LDL
receptor gene family members, including LDLR, LRP1, and LRP2 seemed to be
downregulated in atherosclerotic events.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Atherosclerosis endothelial dysfunction modified LDL, LDL receptor family toxicity estrogen
Schlagwörter
(Deutsch)
Atherosklerose endotheliale Dysfunktion modifiziertes LDL LDL Rezeptor Familie Toxizität Östrogen
Autor*innen
Eva Theres Gensberger
Haupttitel (Englisch)
The role of low-density-lipoprotein receptor (LDLR) family members in human coronary artery endothelial cells in response to modified LDL
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle der LDL Rezeptor Familie in der humanen HCAEC Zelllinie unter Einfluss von modifizierten LDL
Publikationsjahr
2010
Umfangsangabe
91 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Marcela Hermann
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC08745044
Utheses ID
10648
Studienkennzahl
UA | 490 | | |