Projekt 3: Isolierung und Charakterisierung eines anti-apoptotischen Faktors aus konditioniertem Medium von kultivierten glatten Gefäßmuskelzellen


Stand der Forschung und eigene Vorarbeiten

Dem programmierten Zelltod (Apoptose) in glatten Gefäßmuskelzellen (SMC) wird eine wichtige Rolle bei der Atherosklerose zugeschrieben. Die in letzter Zeit beschriebene anti-apoptotische Wirkung diverser intrazellulärer Proteine hat zu einer erheblichen Erkenntnissteigerung auf dem Gebiet der Apoptoseregulation geführt. Im Gegensatz dazu stellt die Identifizierung eines zellulär sezernierten antiapoptotischen Faktors ein bisher unbekanntes Phänomen im Zusammenhang mit Apoptoseinhibition dar. Bisher wurde die Zelldichte-abhängige Apoptoseregulation wenig erforscht und dazu gemachte Beobachtungen liefern ein recht widersprüchliches Bild. Während einige Studien eine erhöhte Sensitivität bezüglich Apoptoseinduktion bei steigender Zellzahl beschreiben, zeigen andere Ergebnisse erhöhte Apoptoseresistenz bei hoher Zelldichte. Letzteres ist in Einklang mit unseren Daten, die nachfolgend kurz beschrieben werden:

SMC hoher Dichte (ca. 105 Zellen/cm2) zeigen eine erhöhte Aktivität von Nuklear Faktor-kappaB (NF-kB), gesteigerte mRNA Expression für "inhibitor of apoptosis protein 1" und sind resistent für die Induktion von Apoptose. Die Inhibition von NFkB durch adenovirale Überexpression von IkappaBalpha oder Proteasominhibition führt zur Induktion von Apoptose in SMC. Die Sensitivität zur Induktion von Apoptose nimmt mit zunehmender Zelldichte ab. Kupfer und Zink Ionen sind die verantwortlichen Substanzen für Pyrrolidindithiocarbamat (PDTC) induzierte SMC Apoptose. In serumfreiem Medium ohne Kupfer und Zink ist PDTC wirkungslos. Nach Zugabe von Kupfer oder Zink wirkt PDTC apoptose-induzierend. In Serum sind Apoptose-inhibierende und -induzierende Komponenten enthalten. Ausserdem scheinen Zellen hoher Dichte Faktoren zu produzieren, die ins Zellkulturmedium abgegeben werden und Apoptoseresistenz vermitteln können. Erste Versuche zeigen, dass die inhibitorische Aktivität auf apoptose-sensitive SMC niedriger Dichte übertragbar ist. Zukünftige Studien zielen auf die Identifizierung dieses löslichen antiapoptotischen Faktors ab.

Ziele

Ziel des Projekts ist die Isolierung und Charakterisierung eines löslichen anti-apoptotischen Faktors, der von glatten Gefäßmuskelzellen in "high density" Kultur produziert wird und Zellen niedriger Dichte vor der Induktion von Apoptose durch PDTC schützt. Weiterhin soll untersucht werden, ob das Phänomen zelltypspezifisch, oder generell auf andere Zellen übertragbar ist und ob die protektive Wirkung auch bei anderen Apoptoseinduktionsmechanismen zu beobachten ist.

Literatur

  • Übersichten

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