Das Cystein-reiche LIM-Protein 4 (CRP4) beeinflusst patho-/physiologische Funktionen vaskulärer Glattmuskelzellen der Aorta

Abstract

CRP-Proteine zählen zu den LIM-only Proteinen und sind in der Lage über LIM-Domänen Protein-Protein-Interaktionen zu vermitteln, sowie als Adapterproteine zu fungieren. Dies befähigt CRP-Proteine und mutmaßlich auch CRP4 verschiedene zelluläre Funktionen im vaskulären System, wie z.B. die Regulation der Zellmotilität, Genexpression und Differenzierung von vaskulären Glattmuskelzellen (VSMC), auszuüben. Gegenstand dieser Dissertation war sowohl die Aufklärung der putativen physiologischen, als auch pathophysiologischen Funktionen von vaskulärem CRP4. Dabei lag ein Fokus auf der Untersuchung der möglichen Bedeutung von CRP4, als vaskuläres Substrat der zyklischen Guanosin-3‘,5‘-monophosphat (cGMP)-abhängigen Proteinkinase Typ I (cGKI), für den Stickstoffmonoxid (NO)/cGMP/cGKI-Signalweg und cGMP-modulierte Zell-/Gefäßfunktionen. Im Rahmen dieser Dissertation konnte gezeigt werden, dass CRP4 sowohl die Proteinexpression bedeutsamer Faktoren des NO/cGMP/cGKI-Signalwegs in VSMCs reguliert, als auch die Phosphorylierungslevel cGKI-spezifischer Substratproteine beeinflusst. Darüber hinaus führte eine CRP4-Ablation zu einer reduzierten Ca2+-Sensitivität der Myofilamente in VSMCs und einer reduzierten maximalen Kontraktilität in CRP4 KO Aortenringen. Trotz einer verminderten cGKI-vermittelten Hemmung der [Ca2+]i-Transienten in VSMCs resultierte eine CRP4-Defizienz in einem erhöhten Relaxationsvermögen der Aortenringe und einer stärkeren Blutdruckabnahme in vivo als Antwort auf cGMP-erhöhende Substanzen. Zusammenfassend implizieren die Befunde, dass die Ablation von CRP4 zur Disinhibition des endogenen, vaskulären NO/cGMP/cGKI-Signalwegs führt. Des Weiteren wurde der Einfluss von CRP4 auf die Entwicklung einer Atherosklerose, bei der VSMCs eine große Rolle spielen, analysiert. Die in vivo Befunde dieser Dissertation zeigten einen pro-atherogenen Effekt für CRP4 im atherogenen ApoE KO Mausmodell mit einem höheren Migrationsvermögen kultivierter CRP4 WT VSMCs. In fortgeschrittenen Plaques beeinflusste CRP4 zudem die Stabilität der Plaques und führte zu einer höheren Oxidation von LDL, sowie einer erhöhten Anfälligkeit für Kalzifizierungen der VSMCs in CRP4 WT/ApoE KO Läsionen. Diese Effekte werden möglicherweise über eine Hemmung der Proteinexpression des anti-oxidativen Enzyms Peroxiredoxin 4 (PRDX4) in synthetischen VSMCs durch CRP4 vermittelt. Des Weiteren zeigte CRP4 eine anti-proliferative Wirkung auf synthetische VSMCs in vitro und innerhalb fortgeschrittener atherosklerotischer Plaques. Zusammenfassend resultieren die pro-atherogenen Effekte von CRP4 in einem milderen atherosklerotischen Phänotyp in ApoE KO CRP4-defizienten Mäusen.