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URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2007/4721/


Kompartiment-spezifische Analyse Hypoxie-regulierter Proteine bei chronischen hypoxischen, interstitiellen und vaskulären Lungenerkrankungen des Menschen

Stärk , Walburga Monika


Originalveröffentlichung: (2007) Giessen : VVB Laufersweiler 2007
pdf-Format: Dokument 1.pdf (7.549 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Pathologie
Fachgebiet: Zahnmedizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5163-1
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.05.2007
Erstellungsjahr: 2007
Publikationsdatum: 25.06.2007
Kurzfassung auf Deutsch: In der vorliegenden Arbeit wurden immunhistologische Untersuchungen an
Lungengewebe explantierter humaner Lungen durchgeführt und zelltypspezifische
Kompartimente ausgewertet. Insgesamt wurde Lungengewebe von 8 Patienten mit IPAH,
11 Patienten mit CTEPH, 15 Patienten mit UIP-Fibrose und 21 COPD-Patienten
untersucht. Als Kontrolle diente nicht-transplantiertes Lungengewebe von 15
Lungenspendern.

Fünf Proteine (Vimentin, Catalase, CD36, HMGB-1, FHL-1) wurden untersucht. Von
besonderem Interesse waren der Nachweis und die Analyse der Verteilungsmuster der
oben genannten Proteine. Die Resultate wurden mit Befunden aus tierexperimentellen
Erkrankungsmodellen verglichen.

Vimentin der Gefäßmuskulatur war ausschließlich bei den COPD-Lungen vermindert
immunhistologisch nachweisbar. Eine erhöhte Immunreaktivität für Catalase im arteriellen
Endothel der UIP-Fibrose-Lungen und COPD-Lungen lässt unter Berücksichtigung der
tierexperimentellen Daten und der Literatur eine Hypoxie-bedingte Regulation vermuten.

Die FHL-1-Proteinexpression im arteriellen Endothel der COPD-Lungen und CTEPHLungen
indiziert die Hypertrophie/ Hyperplasie der Gefäßmuskulatur. Von besonderem
Interesse ist jeweils eine erhöhte Immunreaktivität der Proteine Catalase, HMGB-1zyt und
FHL-1 in den Alveolarepithelzellen der UIP-Fibrose-Lungen. Sie lässt einen Bezug zu
dem topographisch sehr nahe gelegenen alvolären Interstitien vermuten, das schon früh in
den Pathomechanismus einbezogen ist. Die Expression von Catalase und von CD36 in den
Alveolarmakrophagen war bei COPD-Lungen modifiziert und ließ auf Zusammenhänge an
Immunfunktion und an Reparaturmechanismen schließen.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie korrelierten in vielen Zellkompartimenten mit
tierexperimentellen Befunden bei chronischer Hypoxie. Diese Studie gibt Hinweise darauf,
welche unterschiedlichen pathophysiologischen Prozesse den verschiederen chronischen
Lungenerkrankungen zu Grunde liegen und erlaubt ihre funktionelle wie auch
diagnostische Visualisierung. Auf diesen Grundlagen müssen nun weiterführende
Untersuchungen zur weiteren Entschlüsselung der jeweiligen Pathomechanismen und
Regulationen folgen.
Kurzfassung auf Englisch: The aim of the study is the analysis of hypoxia-dependent gene products in the human
lung. Therefore human lung tissue specimens from patients with IPAH (n = 8), CTEPH (n
= 11), UIP-fibrosis (n = 15), COPD (n = 21) and 15 lung specimens from healthy organ
donors were investigated on the protein level. The compartment-specific distribution of 5
different proteins (Vimentin, Catalase, CD36, HMGB-1, and FHL-1) was examined. These
results were compared with pre-existent findings from animal tests with similar study
designs.

Signifiant differences of semi-quantitatively evaluated protein expression levels were
found in specific compartments for the following molecules:
Vimentin was downregulated at the protein level only in vascular smooth muscle cells of
COPD lungs. Increased levels of catalase immunoreactivity were observed in arterial
endothelium of UIP-fibrosis and COPD lungs. FHl-1 protein expression in arterial
endothelium of COPD and CTEPH lungs were associated with hypertrophia and
hyperplasia of media smooth muscle cells. Catalase, FHL-1 and HMGB-1 proteins were
found to be upregulated in alveolar epithelium of UIP fibrosis lungs. In many
compartments analysed no changes of protein expression occured. Expression of CD 36 in
alveolar macrophages was modified in COPD lungs as compared to healthy donor lungs
and UIP lungs. Furthermore expression of Catalase in alveolar macrophages was modified
in COPD lungs as compared to CTEPH lungs and IPAH lungs.
Correlations between hypoxia induced pathohistological changes in animal lung specimen
and human lung specimen could be found in different cell compartments.

This study gives a deeper insight in the basic pathophysiological process of chronic
hypoxic vascular and interstitial lung disease and provides their functional and
diagnostically visualization.
Based on these findings, further studies concerning regulatory pathomechanisms of
chronic lung disease should be established.