Titelaufnahme

Titel
Glycoprotein 130/glycoprotein 130 ligand system in human vascular smooth muscle cells: interaction with the components of the plasminogen system and angiogenic vascular endothelial growth factor / Svitlana Demyanets
Verfasser / VerfasserinDemyanets, Svitlana
Begutachter / BegutachterinWojta, Johann
Erschienen2008
Umfang104 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Med. Univ., Diss., 2008
Quelle der Aufnahme
Auch erschienen in: The American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 2007, 293, H1962-H1968.
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Glatte Muskelzellen / Onkostatin M / Glykoprotein 130 / Plasminogen / Plasminogen Aktivator Inhibitor / Vascular Endothelial Growth Factor
Schlagwörter (EN)Smooth muscle cells / oncostatin M / glycoprotein 130 / plasminogen / plasminogen activator inhibitor / vascular endothelial growth factor
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-6801 Persistent Identifier (URN)
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Glycoprotein 130/glycoprotein 130 ligand system in human vascular smooth muscle cells: interaction with the components of the plasminogen system and angiogenic vascular endothelial growth factor [1.11 mb]
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Zusammenfassung (Englisch)

Background. Plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) plays a pivotal role in the regulation of the fibrinolytic system and in the modulation of extracellular proteolysis. Increased PAI-1 was found in atherosclerotic lesions, and high PAI-1 plasma levels were associated with coronary heart disease. Smooth muscle cells (SMC) are a major source of PAI-1 within the vascular wall, and PAI-1 was implicated in SMC migration, proliferation, and apoptosis. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is present in atherosclerotic lesions and involved in blood vessel growth, vascular permeability, and in the regulation of the expression of prothrombotic and proinflammatory mediators in monocytes and endothelial cells at these sites. Oncostatin M (OSM) is a member of the glycoprotein 130 (gp130) receptor cytokine family. It is controversial whether interferon-gamma (IFN-gamma), which is expressed at high levels in atherosclerotic lesions, promotes or attenuates vascular remodeling in hyperproliferative vascular disorders. Methods.

Human coronary artery smooth muscle cells (HCASMC) and human aortic SMC (HASMC) were treated with the gp130 ligands OSM, interleukin-6 (IL-6), IL-11, leukemia inhibitory factor (LIF), cardiotrophin-1 (CT-1), cardiotrophin-like cytokine (CLC), or ciliary neurotrophic factor (CNTF). PAI-1, u-PA, t-PA, and VEGF-A protein was determined by a specific ELISAs. mRNA specific for PAI-1, u-PA, VEGF-A, gp130, OSM receptor (OSMR), IL-6 receptor (IL-6R), LIF receptor (LIFR), IL-11 receptor (IL-11R), CNTF receptor (CNTFR) and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) was detected by RT-PCR. Western blotting was performed with primary antibodies against phosphorylated and non-phosphorylated forms of extracellular signal-regulated kinase (Erk) 1/2, Akt, and p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK). Results.

Only OSM increased PAI-1 antigen and activity, and VEGF production significantly in both HCASMC and HASMC in a dose- and time-dependent manner. The effect of OSM on PAI-1 and VEGF production was reproducible in the preparation of HCASMC and HASMC derived from different donors.

OSM upregulated mRNA specific for PAI-1 and VEGF in these cells. OSM induced Erk1/2, Akt, and p38 MAPK phosphorylations in HASMC. A phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitor, a mitogen-activated protein/Erk (MEK) inhibitor, and p38 MAPK inhibitors reduced Akt, Erk1/2, and p38 MAPK phosphorylation, respectively. PI3K and MEK inhibitors abolished OSM-induced PAI-1 upregulation. PI3K inhibitors and p38 MAPK inhibitors reduced OSM-dependent VEGF production. HCASMC and HASMC were shown to express gp130, OSMR, IL-6R, LIFR, IL-11R and CNTFR.

IFN-gamma, but not IL-4 or IL-10, dose-dependently reduced OSM-induced VEGF production on protein and mRNA levels in HCASMC and HASMC. We found a culture-condition-dependent effect of OSM and IFN-gamma on proliferation of these cells. Under serum-free conditions OSM and IFN-gamma enhanced proliferation of both HCASMC and HASMC. Conclusion.

We show here that OSM induces PAI-1 and VEGF-A production in human vascular SMC. We hypothesize that, if the effect of OSM on PAI-1 expression in smooth muscle cells is operative in vivo, it could, via modulation of fibrinolysis and extracellular proteolysis, be involved in the development of vascular pathologies such as plaque progression, destabilization and subsequent thrombus formation, and restenosis and neointima formation. Our findings that OSM stimulates production of VEGF by human coronary artery and aortic smooth muscle cells, in conjunction with the presence of cell types capable of synthesizing OSM (T cells and macrophages) in atherosclerotic lesions and in human aortic aneurysms, indicates that OSM could contribute to plaque angiogenesis and destabilization. IFN-gamma by reducing OSM-induced VEGF production by human vascular smooth muscle cells could counteract OSM-dependent atherosclerotic plaque angiogenesis and destabilization.

Zusammenfassung (Deutsch)

Hintergrund. Plasminogen Aktivator Inhibitor-1 (PAI-1) spielt eine ausschlaggebende Rolle in der Regulierung des fibrinolytische Systems und in der Modulation von der extrazellulären Proteolyse. PAI-1 ist in atherosklerotischen Läsionen erhöht, und gesteigerte PAI-1 Plasmaspiegel sind mit ischämischer Herzkrankheit assoziiert. Glatte Muskelzellen (SMC) sind eine Hauptquelle von PAI-1 in der Gefäßwand, und PAI-1 spielt eine Rolle bei der Migration, Proliferation, und Apoptose dieser Zellen. Der Angiogenesefaktor Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) ist in atherosklerotischen Plaques nachgewiesen. VEGF reguliert das Wachstum von Blutgefäßen, die vaskuläre Permeabilität, und die Synthese von prothrombotischen und proentzündlichen Mediatoren in Monozyten und Endothelzellen. Onkostatin M (OSM) ist ein Mitglied der Glykoprotein 130 (gp130) Rezeptor Zytokin Familie. Es ist umstritten, ob Interferon-gamma (IFN-gamma), welche in großer Menge in atherosklerotischen Läsionen gefunden wurde, vaskuläres Remodeling bei hyperproliferativen Gefäßkrankheiten stimuliert oder hemmt. Methoden.

Glatte Muskelzellen aus humanen Koronararterien (HCASMC) und humanen Aorten (HASMC) wurden mit den gp130 Liganden OSM, Interleukin-6 (IL-6), IL-11, Leukemia Inhibitory Factor (LIF), Cardiotrophin-1 (CT-1), Cardiotrophin-like Cytokine (CLC), oder Ciliary Neurotrophic Factor (CNTF) behandelt. PAI-1, u-PA, t-PA, und VEGF-A Protein wurden mittels einen spezifischen ELISAs gemessen. Für PAI-1, u-PA, VEGF-A, gp130, OSM Rezeptor (OSMR), IL-6 Rezeptor (IL-6R), LIF Rezeptor (LIFR), IL-11 Rezeptor (IL-11R), CNTF Rezeptor (CNTFR) und Glyceraldehyde-3-Phosphate Dehydrogenase (GAPDH) spezifische mRNA wurde mit PCR detektiert. Western blotting wurde mit primären Antikörpern gegen phosphorylierte und nicht-phosphorylierte-Formen von Extracellular Signal-Regulated Kinase (Erk) 1/2, Akt, und p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (p38 MAPK) durchgeführt. Ergebnisse. Nur OSM erhöht PAI-1 Antigen und Aktivität, und VEGF Produktion signifikant sowohl in HCASMC als auch in HASMC in einer dosis- und zeitabhängigen Weise. Die Wirkung von OSM auf PAI-1 und VEGF Produktion war in HCASMC und HASMC, die von den verschiedenen Donoren stammten, reproduzierbar. OSM erhöhte auch PAI-1 und VEGF mRNA in diesen Zellen. OSM induziert die Phosphorylierung von Erk 1/2, Akt, und p38 MAPK in HASMC. Ein Phosphatidylinositol 3-Kinase (PI3K) Inhibitor, ein Mitogen-Acivated Protein/Erk (MEK) Inhibitor, und p38 MAPK Inhibitor reduzierte die Phosphorylierung von Akt, Erk 1/2, und p38 MAPK. PI3K und MEK Inhibitoren hemmten den OSM-induzierten Anstieg vom PAI-1. PI3K Inhibitoren und p38 MAPK Inhibitoren verringerten die OSM-abhängige VEGF Produktion. Wir haben die Expression von gp130, OSMR, IL-6R, LIFR, IL-11R und CNTFR in HCASMC und HASMC gezeigt. IFN-gamma, aber nicht IL-4 oder IL-10, reduzierte dosisabhängig die OSM-induzierte VEGF Produktion in HCASMC und HASMC auf Protein und mRNA Niveau. Wir fanden einen von den Kulturbedingungen abhängigen Effekt von OSM und IFN-gamma auf die Proliferation von humanen glatten Muskelzellen. In serumfreien Kulturen steigerten OSM und IFN-gamma die Proliferation dieser Zellen. Schlussfolgerungen. Wir zeigen hier, dass OSM die Produktion von PAI-1 und VEGF-A in humanen vaskulären glatten Muskelzellen steigert. Wir nehmen an, dass, wenn die Wirkung von OSM auf die PAI-1 Synthese in glatten Muskelzellen auch in vivo wirksam ist, dieser Effekt, über die Modulation der Fibrinolyse und extrazelluläre Proteolyse, an der Entwicklung von Gefäßpathologien wie der Progression atherosklerotischer Plaques und deren Destabilisierung und der nachfolgenden Thrombusbildung, und an der Restenose und Neointimabildung beteiliegt sein könnte. Unsere Ergebnisse, dass OSM die Produktion von VEGF in humanen glatten Muskelzellen aus den Koronararterien und Aorten stimuliert, in Verbindung mit der Anwesenheit von Zellentypen die fähig sind OSM zu produzieren (T Zellen und die Makrophagen) in atherosklerotischen Läsionen und in humanen Aortaaneurysms, lassen vermuten, dass OSM zur Plaqueangiogenese und zur Destabilisierung atherosklerotischer Plaques beitragen könnte. IFN-gamma könnte, durch die Reduktion der OSM-induzierten VEGF Synthese in humanen vaskulären glatten Muskelzellen, diesen Vorgängen entgegenwirken.