Bedeutung der NO-sensitiven Guanylyl-Cyclase im Endothel für die Angiogenese
Final Report Abstract
Die NO-sensitive Guanylyl-Cyclase (NO-GC) ist als wichtigster Rezeptor für das Signalmolekül NO bei vielen physiologischen Regulationsprozessen beteiligt. Es wurden zwei Isoformen der NO-GC identifiziert (α1β 1, α2β 1), die in unterschiedlichen Geweben exprimiert werden und dort die Bildung des Signalmoleküls cGMP katalysieren. Mit Hilfe von Mäusen, denen die NO-GC global oder in spezifischen Zelltypen fehlt, kann die Funktion des Enzyms und des von ihr produzierten cGMPs genauer untersucht werden. In der Literatur wird das Vorkommen der NO-GC in Endothelzellen beschrieben. Allerdings ist in diesem Zelltyp die Funktion des NO-Rezeptors noch unklar. Eine Beteiligung des NO-Rezeptors bei der Angiogenese wurde als wahrscheinlich angesehen. Um die Rolle der NO- GC hinsichtlich der Angiogenese zu untersuchen, haben wir das Enzym spezifisch in Endothelzellen der Maus ausschalten (ECKO-Mäuse). Als weitere Modelle wurden die bisher generierten globalen KO-Mäuse (GCKO) sowie glattmuskel-spezifische KO-Tiere (SMC-GCKO) eingesetzt. Auf Proteinebene ließ sich die Expression der NO-GC in Endothelzellen verschiedener Gewebe praktisch nicht zeigen; allein in murinem Corpus cavernosum war das Enzym eindeutig nachweisbar. Mittels semiquantitativer PCR konnte die endotheliale Expression der mRNA der NO-GC allerdings nachgewiesen werden. Untersuchung der EC-GCKO-Maus ergab wiederum keine Hinweise auf eine Funktion der NO-GC im Endothel: Weder im Aortenring-Assay noch im Retina- oder im Hinterlauf-Ischämie-Modell zeigte sich in den EC-GCKO-Tieren ein von den Kontrolltieren unterschiedlicher Phänotyp. Die Rolle der NO-GC bei diesen Angiogenese/Arteriogenese-Versuchen wird hauptsächlich durch die glatte Muskulatur vermittelt, da in den SMC-GCKO-Tieren in allen Modellen ein veränderter Phänotyp gegenüber Kontrolltieren auftrat. Zusammengefasst scheint die NO-GC im Endothel der Maus keine Rolle hinsichtlich der Angiogenese/Arteriogenese, der Blutdruckregulation oder der Herzfunktion zu spielen. Die Beschreibung der Funktion des Enzyms im Endothel des Corpus cavernosum, welches eine starke NO-GC-Expression zeigt, steht allerdings noch aus. Als überraschender und neuer Befund ist der Nachweis der NO-GC in Perizyten anzusehen. Die Funktion des Enzyms in diesem Zelltyp ist noch völlig unklar. Die Untersuchungen zur Rolle der NO/cGMP-Kaskade in diesen Zellen werden nun in einem Forschergruppenprojekt untersucht.
Publications
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(See online at https://doi.org/10.1113/jphysiol.2012.245555) - Radioimmunoassay for the quantification of cGMP levels in cells and tissues. Methods Mol Biol. 2013;1020:63-72
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- Cell-specific impact of nitric oxide-dependent guanylyl cyclase on arteriogenesis and angiogenesis in mice. Angiogenesis. 2015 Jul;18(3):245-54
Bettaga N, Jäger R, Dünnes S, Groneberg D, Friebe A
(See online at https://doi.org/10.1007/s10456-015-9463-8)
