Untersuchungen über die Effekte von FOXO-Transkriptionsfaktoren auf die Differenzierung und Redox-Regulation in endothelialen Progenitorzellen

FOXO转录因子对内皮祖细胞分化及氧化还原调控影响的研究

• 批准号: 54207426
• 负责人: Professor Dr. Carsten Skurk
• 金额: --
• 依托单位: Medizinische Klinik für Kardiologie (CBF)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/54207426?language=en
• 关键词: Untersuchungen; ber; die; Effekte; von

Wissenschaftliche Studien haben vor kurzem gezeigt, daß vom Knochenmark abstammende endotheliale Progenitorzellen (EPC) in der peripheren Zirkulation nachweisbar sind und an Orten der ischämischen Gewebsschädigung als Neovaskularisationsfaktoren wirken. Kardiovaskuläre Erkrankungen sind durch einen vermehrten oxidativen Stress sowie reduzierte NO-Bioverfügbarkeit charakterisiert. Eine gleichzeitig vorliegende Reduktion der Anzahl und funktionalen Aktivität von EPC vermindert deren angiogenetisches und Reendothelialisierungs-Potential. EPC haben verschiedene antigene Marker mit hämatopoetischen Stammzellen gemeinsam und differenzieren sich in vitro zu Endothelzellen. Viele Zytokine, Wachstumsfaktoren und Adhäsionsmoleküle sind an der Mobilisation von EPC aus der Stammzellnische des Knochenmarks beteiligt und tragen zum “homing” und zur Differenzierung an Orten der Gewebeschädigung bei. Allerdings sind die Signal-und Transkriptionsmechanismen, welche diese Funktionen kontrollieren, nur sehr unvollständig untersucht. Der intrazelluläre PI3K/Akt-Signaltransduktionsweg ist ein bedeutender Regulator von Wachstumsprozessen in verschiedenen Zellsystemen und einige Daten deuten darauf hin, daß dieser Signaltransduktionsweg an der Proliferation und Differenzierung von EPC unter den Bedingungen von basalem sowie kompensiertem oxidativem Stress beteiligt ist. PI3K/Akt-Signalprozesse tragen zur Regulation von FOXOTranskriptionsfaktoren bei. Aktuelle Forschungsergebnisse weisen darauf hin, daß FOXO-Transkriptionsfaktoren das Gleichgewicht zwischen zellulärer Schädigung und Adaptation auf zellulären Stress kontrollieren. Die Studien im vorliegenden Antrag werden die Hypothese testen, daß die FOXO-Transkriptionsfaktoren die Proliferation und Differenzierung von endothelialen Progenitorzellen kontrollieren sowie die Vulnerabilität gegenüber oxidativem Stress regulieren. Hierzu sollen zuerst die Aktivität der unterschiedlichen FOXO-Isoformen in EPC, ihre Expression sowie die subzelluläre Lokalisation und Regulation durch ROS untersucht werden (Ziel 1). Mit Hilfe von “gainof- function” und “loss-of-function” Strategien soll dann die Rolle der FOXO-Isoformen bei der Kontrolle der biologischen Funktionen endothelialer Progenitorzellen in vitro untersucht werden (Proliferation, Differenzierung, Migration, Apoptosis und Resistenz gegenüber oxidativem Stress) (Ziel 2). Diese Studien sollen mechanistische Erkenntnisse über durch FOXO regulierte Transkriptionswege, welche den EPCPhänotyp und das Verhältnis zwischen Redox-Stress und EPC-Funktion kontrollieren, erbringen. Die generelle Hypothese, welche mit Hilfe dieser Studien getestet werden soll ist, daß das durch FOXO kontrollierte Transkriptionsprogramm einen Ruhestatus („quiescence“) und eine gesteigerte Stressresistenz in EPC induziert und somit zu ihren Stammzellcharakteristiken beiträgt. Die Ergebnisse der in vitro Studien sollen in FOXO knockout Tieren in vivo vertieft werden, insbesondere in Hinsicht auf die Differenzierung, die Freisetzung der Zellen aus dem Knochenmark sowie dem homing im ischämischen Gewebe (Ziel 3). Die Daten und Erkenntnisse aus diesen Basisstudien sollen letztendlich genutzt werden, um die Rolle von FOXO-Transkriptionsfaktoren in Patienten mit koronarer Herzerkrankung (KHK)/Dilatativer Kardiomyopathie (DCM) zu untersuchen (Ziel 4). Diese Experimente werden im Kontext des besseren Verständnisses der Rolle von ROS-Stress bei der Kontrolle des EPC-Phänotyps und wie diese Transkriptionsfaktoren die Mechanismen der Kompensation gegenüber oxidativem Stress steuern, durchgeführt werden.

科学家们认为，在新生血管培养过程中，在外周血管形成中，应将已知标记的内皮祖细胞（EPC）去除，并将其作为新血管培养的一种手段。心脏血管损伤是由于一种氧化应激导致的，因此降低了NO-生物转化率。Eine gleichzeitig vorliegende Reduktion der Anzahl und funktionalen Aktivität von EPC vermindert deren angiogenetisches und Reendothelialisierungs-Potential. EPC在体外对内皮细胞具有特异性表达和差异性表达。Viele Zytokine，Wachstumsfaktoren und Adhäsionsmoleküle sind an der Mobilisation von EPC aus der Stammzellnische des Knochenmarks beteiligt und tragen zum“homing”und zur Differenzierung an Orten der Gewebeschädigung bei. Allerdings sind die Signal-und Transkriptionsmechanismen，welche diese Funktionen kontrollieren，努尔sehr unvollständig untersucht.细胞内PI 3 K/Akt-Signaltransduktionsweg是一个重要的调节因子，在细胞系统中起着重要的调节作用，它也是一个重要的数据来源，因此，在基础细胞中，信号转导和EPC的增殖和差异也是一个重要的因素。PI 3 K/Akt信号通路对FOXO跨膜转运的调节作用。在此基础上，FOXO-Transkriptionsfaktoren将Gleichgewicht zwischen zellulärer Schädigung和Adaptation auf zellulären Stress trollieren。通过韦尔登移植实验，发现FOXO-跨膜反应可抑制血管内皮细胞增殖和分化，从而抑制氧化应激的发生。因此，必须明确FOXO同工酶在EPC中的活性，其表达通过ROS的韦尔登（Ziel 1）来进行亚细胞定位和调节。Mit Hilfe von“gainof- function”und“loss-of-function”programmen soll dann die Rolle der FOXO-Isoformen bei der Controlle der biologischen Funktionen endothelialer Progenitorzellen in vitro untersucht韦尔登细胞（增殖、分化、迁移、凋亡和抗氧化应激）（Ziel 2）。这是由于FOXO调节了转录过程，使EPC Phänotyp和氧化还原应力与EPC功能相互作用，从而导致了机械上的错误。一般的假设是，通过FOXO控制一个Ruhestate（“静止”）和一个在EPC工业中的应力抵抗程序，并将其作为一个Stammzellcharakteristiken beiträgt。FOXO基因敲除的体外克隆的结果在体内是稳定的，但韦尔登的结果在差异上有意义，Zellen的基因敲除的自由表达可以在体内归巢（Ziel 3）。根据这些基础研究的数据和结果，我们可以确定FOXO转介在患有合并症（KHK）/扩张型心肌病（DCM）患者中的作用（Ziel 4）。通过韦尔登的补偿机制和EPC-Phänotyps的控制，韦尔登对ROS-应力的作用进行了比较。