Cartilage Oligomeric Matrix Protein (COMP, Thrombospondin-5) in humanen glatten Muskelzellen: in-vitro Untersuchungen zur Expression im Vergleich zu Thrombospondin-1

Abstract

Hemmstoffe der HMG-CoA-Reduktase (Statine) vermindern nicht nur die Cholesterinsynthese sondern können auch über eine verminderte Bildung anderer Isoprenoide eine Reihe von weiteren intrazellulären Prozessen und Signaltransduktionswegen beeinflussen. In dieser Arbeit wurde versucht, die Signaltransduktionswege näher zu charakterisieren, über die Statine die Proliferation und das Muster der extrazellulären Matrixexpression arterieller glatter Muskelzellen beeinflussen. Neben dem HMG-CoA-Reduktase–Inhibitor Lovastatin wurden die Isoprenoide Mevalonat, Geranylgeranyl-Pyrophosphat (GGPP) und Farnesyl-Pyrophosphat (FPP) sowie Hemmstoffe der Geranylgeranyl-Transferase (GGTI-286), der Farnesyltransferase (FTI 277) und der Rho-Kinase (Y-27632) eingesetzt. Proliferations-Assays zeigten, dass der Einfluss der Statine auf die Proliferation glatter Muskelzellen womöglich über die Geranylierung des kleinen G-Proteins Rho und sukzessive über die Aktivierung der ihm assoziierten Rho-Kinase verläuft. In Bezug auf die Matrixexpression beschäftigte sich die Arbeit mit der Expression der Thrombospondine (TSP), einer Gruppe von insgesamt 5 Glykoproteinen. In PCR-, Northernblot- und Westernblot-Analysen zeigte sich ein Effekt sowohl von Lovastatin als auch von GGTI-286 und Y-27632 auf die RNA- und Proteinexpression von TSP-1 und TSP-5/COMP. Während die Expression von TSP-1 durch Statine, GGTI-286 und Y-27632 gehemmt wurde (durch letzteres allerdings nur schwach), wurde die Expression von TSP-5/COMP gesteigert. Diese Arbeit konnte mit der Wirkung auf TSP-5/COMP einen weiteren pleiotropen Effekt der Statine aufzeigen und mit dem Rho-Kinase Signaltransduktionsweg die weitere intrazelluläre Regulation nachweisen. Zudem konnte diese Arbeit zeigen, dass Rapamycin - ein potenter Inhibitor der Restenose nach Stentimplantation - Einfluss auf die Expression von TSP-5 nimmt. Dabei wird die Proteinkonzentration in glatten Muskelzellen vermindert und die RNA-Konzentration (vermutlich kompensatorisch) gesteigert. Bei den weiteren Thrombospondinen TSP-2, -3, und -4 ließ sich keine eindeutige Regulation der Expression nachweisen. Allerdings konnte TSP-3 in dieser Studie erstmals in humanen glatten Muskelzellen nachgewiesen werden.

HMG-CoA-Reductase-Inhibitors (Statins) not only reduce cholersterol biosynthesis but also influence different intracellular mechanisms and signalling pathways by lowering the concentration of other isoprenoids. This study tried to characterize the signalling pathways that influence proliferation of vascular smooth muscle cells and the composition of the extracellular matrix by statins. Apart from the HMG-CoA-Reductase-Inhibitor Lovastatin other isoprenoids like Mevalonat, Geranylgeranyl-Pyrophosphat (GGPP) and Farnesyl-Pyrophosphat (FPP) as well as inhibitors of the Geranylgeranyl-Transferase (GGTI-286), Farnesyltransferase (FTI 277) and the Rho-Kinase (Y-27632) were studied. Proliferations-Assays showed that the effect of statins on SMC proliferattion is possibly regulated by the geranylation of the small G-protein Rho and subsequent by the activation of its associated Rho-Kinase. Regarding the matrix expression this study directed its attention to the expression of the so-called Thrombospondins, a family of 5 glycoproteins. RNA and protein expression of TSP-1 and TSP-5/COMP were effected by Lovastatin, GGTI-286 and Y-27632 shown in PCR-, Northern-blot and Western-blot analysis. While TSP-1 expression was inhibited by statins, GGTI-286 and Y-27632 (the last mentioned only weakly) the expression of TSP-5/COMP could be shown to be increased. Therefore this study found out another pleiotropic effect of statins with their effect on TSP-5/COMP and furthermore proved the intracellular regulation by the Rho-Kinase signalling pathway. In Addition this study showed that Rapamycin - a potent inhibitor of restenosis after stent implantation - influences the expression of TSP-5. The protein level is lowered in SMC whereas RNA-concentration is (compensational) increased. A clearly regulation of the other thrombospondins TSP-2, TSP-3 and TSP-4 could not be confirmed, however TSP-3 could be detected in SMC for the first time.