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Einfluss von Statinen auf hypoxieinduzierte Proliferation humaner Endothelzellen

Weiterer, Sebastian


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler
pdf-Format: Dokument 1.pdf (1.767 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Zentrum für Innere Medizin
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5612-4
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 21.06.2010
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 31.08.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Pathologische Hypoxie spielt bei einer Vielzahl von Krankheiten wie Atherosklerose
und Krebs eine wichtige Rolle. In der vorliegenden Arbeit wurde der Effekt
verschiedener Statine auf eine hypoxieinduzierte Signalkaskade von Endothelzellen
untersucht. Humane Endothelzellen aus Umbillikalvenen (HUVEC) wurden mit
Natriumcyanid (CN) behandelt, und es wurde dadurch eine transiente Hypoxie
simuliert. Diese Hypoxie verursachte eine signifikante Erhöhung des Zellwachstums.
Es konnte gezeigt werden, dass die hypoxieinduzierte Proliferation durch
verschiedene Inhibitoren reduziert werden kann. Zum einen wird das Wachstum
durch den Calciumchelator BAPTA, zum anderen durch den ROS-Scavenger NAcetylcystein
(ACC) inhibiert.
Die wichtigen Radikal-produzierenden Enzyme der Endothelzellen wurden gehemmt,
um das für den ROS-vermittelten Effekt relevante Enzym zu identifizieren: Die
Cyclooxygenase wurde durch Acetylsalicylsäure, die Xanthin-Oxidase durch
Allopurinol, die eNOS durch L-NMMA, die NAD(P)H-Oxidase und die eNOS durch
DPI geblockt. Der Cyanid-abhängige ROS-Effekt konnte auf die NAD(P)H-Oxidase
zurückgeführt werden, da nur DPI das cyanidinduzierte Endothelzellwachstum
hemmt.
Mit Hilfe von Fluoreszenzmessungen konnte nachgewiesen werden, dass es durch
Inkubation mit Cyanid zu einer signifikanten Zunahme von intrazellulärem Calcium
und ROS kommt. Weiterhin zeigte sich, dass der Anstieg von ROS zu einem
gewissen Teil in einer Abhängigkeit zum Calcium steht. Eine Abhängigkeit des
Calciumanstiegs von der ROS-Zunahme konnte nicht festgestellt werden.
Die Statine Simvastatin, Fluvastatin und Cerivastatin bewirkten eine Reduktion der
cyanidinduzierten Proliferation sowie eine Herabsetzung der Calciumausschüttung
und eine verminderte ROS-Bildung. Die Zugabe von Mevalonat zeigte eine komplette
Reversion des durch Statine erzeugten antiproliverativen Effekts. Ferner konnte in
den vorliegenden Konzentrationen eine statininduzierte Apoptoseerhöhung ausgeschlossen
werden, da sich mittels BCECF-Fluoreszenzmessung keine signifikante
Veränderung der Zell-Viabilität feststellen ließ.
Zusammenfassend kann folgendes Fazit gezogen werden: Die vorliegende Studie
belegt, dass Statine eine hypoxieassozierte Endothelproliferation hemmen, in dem
sie einen Anstieg des intrazellulären Calcium und der ROS-Bildung verhindern.
Kurzfassung auf Englisch: Pathological hypoxia plays an important role in many diseases, such as
atherosclerosis, cancer, and rheumatoid arthritis. The objective of the present study
was to examine the effects of different statins on hypoxia-induced endothelial cell
signalling. Human umbilical cord vein endothelial cells (HUVEC) were treated with
NaCN to simulate a transient hypoxia. The CN-induced increase of endothelial cell
numbers was significantly reduced by the calciumchelator BAPTA, or the reactive
oxygen species (ROS) scavenger N-acetylcysteine (ACC).
Inhibitors of the major endothelial radical sources were applied to find the enzyme,
that is responsible for the CN-induced effect on the proliferation of HUVEC: xanthinoxidase
blocked by Allopurinol, cyclo-oxygenase blocked by acetylsalicylic acid,
eNOS blocked by L-NMMA, NAD(P)H-oxidase and eNOS blocked by DPI. Since
Diphenyleneiodonium (DPI) but no other inhibitors were able to prevent CNdependent
endothelial cell growth, the NAD(P)H-oxidase was identified as source of
the CN-dependent ROS generation.
Intracellular-calcium and –ROS, analysed by fluorescence imaging, were significantly
increased by CN. Interestingly, the CN-induced increase of ROS was in part calciumdependent,
whereas the calcium-increase was not ROS-dependent.
Simvastatin, Fluvastatin, and Cerivastatin all reduced CN-induced proliferation, ROS
generation and calcium-increase. Cell viability was not reduced by statins and the
antiproliferative effect was completely reversed by mevalonate.
In summary the data of this study demonstrate, that statins block hypoxia-associated
endothelial proliferation by preventing the increase of calcium and ROS formation.