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Kuznetsov, D.
Wirkung von Bexaroten auf die Synthese von ApoJ und Amyloid-ß in zerebrovaskulären Endothelzellen
Humanmedizin; [ Diplomarbeit ] Graz Medical University; 2016. pp. 129
[OPEN ACCESS]
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- Authors Med Uni Graz:
- Advisor:
- Panzenboeck Ute
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- Wissenschaftlicher Hintergrung: Trotz intensiver Forschung bleibt die genaue Pathogenese der Alzheimer Erkrankung unklar und eine kausale Therapie somit noch nicht möglich. Die aktuell etablierte Amyloid-Kaskaden Theorie bietet eine solide molekulare Basis für das Entstehungsmodell der Erkrankung. Allerdings korreliert die Amyloidlast nicht immer mit klinischen Symptomen der Alzheimerpatienten. Dieser Aspekt spricht für eine Modifizierbarkeit des neurodegenerativen Prozesses. Dank groß angelegter epidemiologischer und genetischer Assoziations-und Kohortenstudien konnten mehrere Risikofaktoren für die Alzheimer-Erkrankung ausgemacht werden. Darunter befinden sich die klassischen kardiovaskulären Risikofaktoren, wie gestörter Glukosestoffwechsel, Hypertonus, Fettleibigkeit und Dyslipidämie. Seitens der Genetik wurden Polymorphismen für ApoE sowie ApoJ (Clusterin) als bedeutenste Risikoloci identifiziert. Die Blut-Hirn-Schranke ist eine wichtige Schnittstelle zwischen dem zerebralen und peripheren Metabolismus. Zerebrale Kapillarendothelzellen bilden das zelluläre Grundgerüst der Blut-Hirn-Schranke. Sie sind massgeblich am zerebralen Cholesterin-und Amyloidstoffwechsel beteiligt. Gleichzeitig handelt es sich um eine vaskuläre Struktur, die im vollen Umfang in das kardiovaskuläre System intergriert ist. Dadurch ist die Blut-Hirn-Schranke auch den oben beschriebenen kardiovaskulären Risikofaktoren ausgesetzt. Die Integrität der Blut-Hirn-Schranke ist bei vielen neurologischen Erkrankungen gestört. Dies lässt die Annahme zu, dass eine Beeinträchtigung/Schädigung der Blut-Hirn-Schranke auch der Ausgangspunkt eines neurodegenerativen Prozesses sein kann. Methodik: In dieser Arbeit wurden sus scrofa zerebrale Kapillarendothelzellen (pBCEC) mit dem synthetischen Retinoidanalog und Retinoid-X Rezeptor (RXR)-Agonisten Bexaroten und nichtsteroidalen synthetischen Liver-X Rezeptor (LXR) Agonisten TO901317 behandelt. In einem gut etablierten in vitro Modell der Blut-Hirn-Schranke untersuchten wir im Rahmen der vorliegenden Arbeit die Effekte der Behandlung von primären pBCEC mit Bexaroten und TO901317auf mRNA- und Proteinexpression von Amyloid Precursor Protein (APP) und ApoJ (Clusterin). Die Ergebnisse wurden zusammen mit Resultaten aus Experimenten über die Konsequenzen einer mittels si-RNA genetischen ApoJ-Supprimierung auf Teile des APP-Metabolismus interpretiert. Ergebnisse: Behandlung mit Bexaroten und TO901317 führte zu einer signifikanten Steigerung der APP Gen- und Proteinexpression in einem pBCEC Blut-Hirn-Schranken Modell (24 h Inkubation mit Bexaroten 10 nM, oder100 nM, oder oder 5 µM TO901317). Eine Behandlung unter den gleichen Bedingungen hatte keine Auswirkungen auf die ApoJ-Genexpression, führte aber zu einem signifikanten Anstieg der zelullären ApoJ Proteinexpression. Das lässt den Schluss zu, dass Bexaroten einerseits ein Agonist der APP-Zielgene ist und gleichzeitig einen signifikanten Einfluss auf die post-translationale Modifikation von ApoJ in pBCEC ausübt, ohne sein Zielgenagonist zu sein. Beim ApoJ, welches von pBCEC sekretiert wird, war ein Trend an einer Zunahme von apoJ durch Bexarotenbehandlung zu erkennen. Eine größere Versuchsreihe ist nötig, um die mögliche Signifikanz endgültig zu klären. Als Folge der genetischen ApoJ-Supprimierung kam es zu einer Reduktion des zellulären APP-Proteinniveaus um 62% und der intrazellulären Aß-Oligomere um 56%. Einerseits belegen diese Ergebnisse den potenziell bedeutsamen Einfluss von ApoJ auf den APP-Metabolismus an der Blut-Hirn-Schranke. Gleichzeitig unterstreichen sie die funktionale Vielfalt von ApoJ, die sich nicht allein auf seine Rolle als Chaperon-Protein beschränken lässt. Die genaue Rolle von ApoJ in der Alzheimer Erkrankung bedarf weiterer Abklärung. Versuche zur Abklärung der Auswirkung von ApoJ-Supprimierung sowohl in vitro als auch in vivo auf den Cholesterinmetabolismus an der Blut-Hirn-Schranke sind geplant.