Titelaufnahme

Titel
The role of tight junctional adaptor protein cingulin in vascular leak / submitted by Klaudia Schossleitner
Weitere Titel
Die Rolle des Adapterproteins Cingulin in der Gefäßdurchlässigkeit
Verfasser / VerfasserinSchossleitner, Klaudia
Begutachter / BegutachterinPetzelbauer, Peter
ErschienenVienna, 2016
UmfangXII, 80, 2 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftMedizinische Universität Wien, Univ., Dissertation, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)cingulin / Gefäßdurchlässigkeit / Barrierefunktion / Tight junction / Endothel
Schlagwörter (EN)cingulin / vascular leak / barrier function / tight junction / endothelium
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-7313 Persistent Identifier (URN)
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The role of tight junctional adaptor protein cingulin in vascular leak [17.35 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Englisch)

Endothelial barrier function is integral to the homeostasis of any tissue of the human body. The paracellular space between neighboring endothelial cells is sealed by specialized junctions that prevent the passage of fluids, ions, molecules and cells. A breach of this barrier can have serious consequences. Local activation of endothelial cells in response to injury increases vascular permeability at this site. Generalized activation of the endothelium as seen in sepsis causes extensive vascular leak and leads to life-threatening conditions. Barrier function for fluid and small molecules is safeguarded by tight junctions. They consist of transmembrane proteins and a dense cytoplasmic plaque of proteins linking the transmembrane complex to the cytoskeleton and to signaling complexes. The cytoplasmic adaptor protein cingulin binds junctional adhesion molecules, zonula occludens proteins, components of the cytoskeleton, and RhoGTPase exchange factors. Its multiple interaction domains suggest that this protein participates in the regulation of tight junction adhesiveness. However, so far, the role of cingulin in endothelial tight junctions is unknown. For the first time, cingulin could be identified as a component of endothelial tight junctions. Moreover, I demonstrated that cingulin regulates endothelial permeability in vitro and in vivo. Consequently, I used a therapeutic peptide mimicking a highly conserved motif within the cingulin molecule, which is required to interact with zonula occludens proteins. In cell culture, a core structure consisting of 11 amino acids proved sufficient to reduce the formation of stress fibres in endothelial cells. In a mouse model of local burn injury, this cingulin-derived peptide reduced the nonperfused area after 12days. Furthermore, in a complex model of orthotopic lung transplantation in rats, the peptide significantly decreased lung edema and preserved lung morphology compared to the control group. In summary, I could show that the adaptor protein cingulin is a component of endothelial tight junctions that contributes to the regulation of endothelial permeability in vivo and in vitro.

Zusammenfassung

Die endotheliale Barrierefunktion ist integraler Bestandteil für die Homöostase von Geweben im menschlichen Körper. Der parazelluläre Zwischenraum benachbarter Endothelzellen ist durch spezielle Verbindungen gesichert, die verhindern, dass Flüssigkeit, kleine Moleküle oder Zellen in das umliegende Gewebe austreten. Ein Bruch dieser Barriere kann schwerwiegende Konsequenzen haben. Eine lokale Aktivierung von Endothelzellen als Antwort auf Verletzungen erhöht die örtliche Durchlässigkeit. Eine generalisierte Aktivierung des Endothels, wie sie bei der Sepsis auftritt, bedingt weitreichenden Flüssigkeitsverlust aus den Gefäßen und führt zu lebensbedrohlichen Zuständen. Die Barrierefunktion für Flüssigkeiten und kleinere Moleküle wird durch die sogenannten Tight Junctions sichergestellt. Diese bestehen aus Transmembrankomplexen und einem dichten Netzwerk zytoplasmatischer Plaque-proteine. Das Adapterprotein Cingulin bindet Junctional Adhesion Molecules, Zonula Occludens Proteine, Komponenten des Zytoskeletts und GTP-Austauschfaktoren. Diese Vielfalt an Bindungsdomänen legt nahe, dass Cingulin einen Beitrag zur Regulierung von Tight Junctions leistet. Jedoch, ist die Rolle von Cingulin in endothelialen Tight Junctions bisher ungeklärt. Erstmals, konnte Cingulin als Komponente in endothelialen Tight juncitons identifiziert werden. Weiters, war es mir möglich zu zeigen, dass dieses Adapterprotein die Gefäßdurchlässigkeit in vitro und in vivo beeinflusst. Deshalb habe ich ein therapeutisches Peptid angewendet, das ein hochkonserviertes Bindungsmotiv von Cingulin nachbildet. In Zellkultur war eine Kernsequenz von nur 11 Aminosäuren ausreichend um die Bildung von Stressfasern in Endothelzellen zu verringern. In einem Mausmodell für lokale Brandwunden konnte dieses Peptid die Fläche des nicht perfundierten Areals reduzieren. Weiters wurde in einem komplexen orthotopischen Lungentransplantationsmodell in Ratten die signifikante Reduzierung des Lungenödems sowie die Aufrechterhaltung der intakten Lungenmorphologie, im Vergleich zur Kontrollgruppe, gezeigt. Zusammenfassend konnte ich nachweisen, dass das Adapterprotein Cingulin ein Bestandteil endothelialer Tight Junctions ist und zur Regulierung der Durchlässigkeit von Gefäßzellen in vivo und in vitro beiträgt.