VEGF signalling toward MRTF/SRF-mediated transcriptional activation in endothelial cells

Abstract

Der Transkriptionsfaktor SRF (Serum Response Factor) steuert zahlreiche zelluläre Aktivitäten als Reaktion auf extrazelluläre Signale. Der SRF Cofaktor MRTF (Myocardin Related Transcription Factor) ist für seine regulierende Wirkung in Zusammenarbeit mit SRF bekannt. Beobachtungen (Weinl et al., 2013) an endothelspezifische SRF- sowie MRTF-defizienten Mäusen zeigten defekte retinale Angiogenese, was darauf hindeutet, dass SRF/MRTF Signalgebung in Angiogenese-Prozessen involviert ist. Da die Funktion der Transkriptionsaktivierung von SRF/MRTF in ECs bislang noch weitgehend unbekannt ist, konzentriert sich diese Arbeit auf die Funktionen von SRF/MRTF in Bezug auf VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) und SRF/MRTF gesteuerte Angiogenese. Das wichtigste Ergebnis dieser Studie ist die durch VEGF-gesteuerte Aktivierung von SRF/MRTF und ihre Auswirkungen auf ECs. Die Versuchsergebnisse zeigten, dass repräsentative SRF Zielgene in ECs durch VEGF induziert wurden. Darüber hinaus konnte eine Abhängigkeit der untersuchten VEGF-gesteuerten c-fos-Expression von SRE (SRF-Bindungsstelle, CArG Box) nachgewiesen werden. Interessanterweise wurde eine Akkumulation von MRTF-A im Kern nach Stimulation mit Serum oder VEGF in ECs bestätigt. Vor allem, die VEGF-induzierte Akkumulation von MRTF im Kern wurde durch die Entwicklung von Stressfasern und durch die Steigerung des Niveaus der aktiven kleinen GTPase RhoA begleitet. Die Akkumulation von MRTF-A im Kern wurde ebenfalls nach der Behandlung mit Actin-bindenden Wirkstoffen wie Cytochalasin D und Jasplakinolide beobachtet. Bemerkenswert war weiterhin die Blockade der durch VEGF-gesteuerten Anreicherung von MRTF-A im Zellkern bei Zugabe von Lat B bzw. RhoA/ROCK-Inhibitoren. Diese Ergebnisse zeigten, dass MRTF-A durch VEGF-RhoA Kaskade aktiviert werden kann, wobei dieser Prozess streng durch Aktindynamik reguliert wird. Mit siRNAs Studien wurden an der Angiogenese beteiligten SRF Zielgene in ECs gefunden. Mit dem etablierten siRNA Modell wurde festgestellt, dass VEGFR-2 durch SRF kontrolliert wird. Das anti-angiogene Proteine TSP-1 (Thrombospondin-1) wurde als ein endotheliales SRF Zielgen bestätigt. Zusätzlich verursachte die Depletion des SRF in ECs Hyperphosphorylierung von Cofilin und MLC (Myosin-leichte-Kette). Darüber hinaus veränderte SRF die Matrix-Metalloproteasen MMPs und ADAMs. Die Wirkung von SRF auf MMPs war für die einzelnen untersuchten MMPs unterschiedlich. TIMP-1 und -2 wurden als Folge der SRF Depletion herunterreguliert. Interessanterweise wurde das Niveau der ADAMs (ADAM15 und ADAM17) deutlich nach Depletion von SRF erhöht. Dies zeigte die wichtige Funktion von SRF in Bezug auf Kontrolle der Membranrezeptoren und Junction-Proteine. Zusammenfassend wurden SRF/MRTF durch aktindynamik-abhängige VEGF-RhoAROCK aktiviert und sie steuern verschiedene bei der Angiogenese beteiligte Gene in ECs. Sie sind also vielseitige Regulatoren und ihre Funktionen sind bei der Regulierung von ECs wichtig.