Giessener Elektronische Bibliothek

GEB - Giessener Elektronische Bibliothek

Die Regulation von Nampt nach Myokardinfarkt

Jores, Kristina


Originalveröffentlichung: (2014) Giessen : VVB Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (5.393 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-109637
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2014/10963/

Bookmark bei del.icio.us


Universität Justus-Liebig-UniversitĂ€t Gießen
Institut: Institut fĂŒr VeterinĂ€r-Physiologie und -Biochemie; Medizinische Klinik, Abteilung fĂŒr Kardiologie / Angiologie
Fachgebiet: VeterinÀrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6140-1
Sprache: Deutsch
Tag der mĂŒndlichen PrĂŒfung: 26.06.2014
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 08.07.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Das Protein Nampt wurde in der Literatur bereits mehrfach als protektiver Ein-flussfaktor im Zusammenhang mit dem Schutz vor Apoptose von Kardiomyozy-ten sowie der Förderung von Angiogenese von Endothelzellen beschrieben. Auch in vivo konnte eine Verkleinerung der InfarktflĂ€che nach Induktion eines Myokardinfarktes bzw. I/R unter dem Einfluss von Nampt gezeigt werden. Es scheint des Weiteren ĂŒber die Bereitstellung von NAD+ in Stress-Situationen einen Einfluss auf die AktivitĂ€t der Deacetylase SIRT1 zu entfalten.
Ein neuerer Ansatz zu Beeinflussung von mRNA- und Proteinexpression stellen miRNAs dar, die ihre target mRNA degradieren bzw. in der Translation inhibie-ren. Durch in silico Analysen konnte miRNA 374 als potentieller Regulator der Nampt-spezifischen mRNA- und -Proteinexpression identi-ziert werden. In die-sem Projekt wurde daher die Möglichkeit einer Einflussnahme auf die Expressi-on von Nampt nach Myokardinfarkt durch miRNA-374 nÀher untersucht.
HierfĂŒr wurde bei C57Bl6-MĂ€usen ein experimenteller Myokardinfarkt ĂŒber die Ligatur der LAD induziert und nachfolgend zu verschiedenen Zeitpunkten (24, 48 und 72 h) die Expressionsrate von Nampt sowie von miRNA-374 bestimmt. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass es auch zu spĂ€teren Zeitpunkten nach Myokardinfarkt in vivo zu einer signifikanten Herunterregulation von Nampt sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene kommt. Diese Herunter-regulation konnte vornehmlich in der endothelzellreichen Zellfraktion im Herzen nachgewiesen werden. Als beeinflussender Faktor dieser verminderten Expres-sion in vitro konnte Hypoxie ermittelt werden. Im Gegensatz zu der beschriebe-nen Expression von Nampt nach Myokardinfarkt kam es zu den genannten Zeitpunkten zu einer signifikanten Hochregulierung der miRNA-374. Dies konn-te erneut vor allem in endothelzellreichen Zellfraktion detektiert werden. Der beeinflussende Faktor der Hochregulation von miRNA-374 in vitro war erneut eine Behandlung der Zellen mit Hypoxie.
Eine nachfolgend durchgefĂŒhrte Überexpression von miRNA-374 fĂŒhrte zu ei-ner verminderten Proteinexpression von Nampt. Des Weiteren erwies sich die angiogene Eigenschaft von Endothelzellen, GefĂ€ĂŸsprosse zu bilden, unter die-sen Bedingungen als signifikant reduziert. Ein knock-down von miRNA-374 fĂŒhrte zu einer Hochregulation von Nampt, hatte allerdings keinen signifikanten Einfluss auf die angiogenen Eigenschaften von Endothelzellen. Im Gegensatz hierzu konnte unter dem Einfluss von Hypoxie nach miRNA-374 knock-down eine gesteigerte tube formation der Endothelzellen detektiert werden.
Neben der Beeinflussung von Nampt durch miRNA-374, der damit verbundenen Möglichkeit der Förderung von Angiogenese und somit des Regenerationspo-tentials des durch Myokardinfarkt geschĂ€digten Myokards wurde SIRT1 als ein potentielles target MolekĂŒl von Nampt nĂ€her charakterisiert. Auch SIRT1 erwies sich zu verschiedenen Zeitpunkten nach Myokardinfarkt sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene als signifikant herunterreguliert, seine AktivitĂ€t als signi-fikant reduziert. Durch die AbhĂ€ngigkeit der Deacetylierungsreaktion von SIRT1 von NAD+ als wichtigem Kofaktor kann Nampt durch eine vermehrte NAD+-Bereitstellung Einfluss auf die SIRT1-AktivitĂ€t ausĂŒben. Eine vermehrte Nampt-Expression durch Inhibierung der miRNA-374 kann somit nicht nur direkt, son-dern auch ĂŒber eine Beeinflussung der SIRT1-AktivitĂ€t protektiv wirken.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass sich durch die Erkenntnisse der vorliegenden Arbeit eine Möglichkeit gefunden hat, ĂŒber die Inhibierung von miRNA-374 nach Myokardinfarkt die Expression von Nampt zu beeinflussen und somit zu einer Förderung der Angiogenese im Infarktareal und in der Folge einer verbesserten RegenerationsfĂ€higkeit des Myokards beizutragen. Es ist nun weiterhin von Interesse, einen therapeutischen Effekt auf eine GefĂ€ĂŸneu-bildung im infarzierten Myokardareal und hiermit verbunden eine potentiell ver-besserte Pumpfunktion durch die Inhibierung von miRNA-374 in vivo weiterge-hend zu untersuchen.
Kurzfassung auf Englisch: The Protein Nampt functions in a wide array of cellular processes, including pro-tection from apoptosis in cardiac myocytes. Furthermore an intravenous injec-tion of Nampt has been shown to result in a smaller area of myocardial infarc-tion after I/R in vivo. Nampt also seems to be critical for angiogenic activity in endothelial cells. And in addition it seems to influence the activity of the deace-tylase SIRT1 by providing NAD+ in stress situations. MiRNAs represent a new possibility to influence mRNA and protein expression either by degrading their target mRNA or inhibiting its translation.
Therefore, in this project the influence of miRNA-374 on Nampt expression and the angiogenic activity of endothelial cells after myocardial infarction has been investigated. In a first step, myocardial infarction was induced by ligating the left coronary artery (LAD) of C57/Bl6 mice. Mice were euthanized and the ischemic myocardium was dissected for further evaluation 24, 48 and 72 h after myocar-dial infarction. At all time points, Nampt was significantly down-regulated at both the mRNA and protein level, and it could be verified, that this down-regulation primarily took place in the endothelial-enriched cell fraction isolated from the ischemic hearts. In a next step it has been investigated, which factor might cause the down-regulation of Nampt in human coronary artery endothelial cells (HCAEC) in vitro, and hypoxia was identified as the main trigger for Nampt-down-regulation. MiRNA-374 was identified to regulate Nampt at a post-trans-criptional level as a possible explanation for the decreased Nampt concentration and activity. In addition, miRNA-374 proved to be significantly up-regulated after myocardial infarction in vivo and after hypoxic treatment in vitro.
The overexpression of miRNA-374 in ECs led to a significant down-regulation of Nampt protein expression in vitro. Tube formation of ECs was significantly re-duced after miRNA-374 overexpression as a sign of reduced angiogenic activity of these cells. A knock-down of miR-374 by a specific o-methylated miRNA-inhibitor in vitro resulted in an up-regulation of Nampt levels in ECs. However, tube formation was not affected under these conditions. In contrast, after re-peating the experiment under hypoxic conditions, tube formation activity of ECs was significantly increased after the knock-down of miRNA-374.
Subsequently, SIRT1 expression - as a putative target molecule of Nampt - has been elucidated after myocardial infarction. SIRT1 mRNA- and protein expres-sion were significantly down-regulated and its activity significantly reduced after myocardial infarction in vivo. Because SIRT1 deacetylation activity is dependent of the availability of NAD+, Nampt is also able to influence the protective effects of SIRT1 by providing enough NAD+ for its action. These findings point out an-other possibility to protect the heart from ischemic damage.
In summary, miRNA-374 awas identified as a key regulator of Nampt, which itself regulates angiogenesis and has the potential for myocardial regeneration following myocardial infarction. Further studies, however, are needed to deter-mine the role of miRNA-374 in vivo and whether itÂŽs inhibition might increase the angiogenic activity and the regenerative potential of endothelial cells in the infracted myocardium.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand