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The role of resveratrol on growth factor-induced signalling events in vascular smooth muscle cells
Mario Kumerz
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Verena Dirsch
DOI
10.25365/thesis.5915
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29720.77466.921366-3
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Dem polyphenolischen Molekül Resveratrol (RV), das vor allem in Trauben und Beerenfrüchten vorkommt, werden präventive Wirkungen bei Herzkreislauf-Erkrankungen und Krebs zugeschrieben. Vaskuläre glatte Muskelzellen (VSMC) spielen bei der Entstehung von Arteriosklerose eine entscheidende Rolle. Durch Ausschüttung von Wachstumsfaktoren wandern VSMC in Richtung der Intima und beginnen sich dort zu teilen, was zur Verengung des Blutgefäßes beiträgt. Bis heute sind die molekularen kardiovasoprotektiven Mechanismen von RV ungenügend verstanden. Aus diesem Grund versuchten wir in dieser Studie mögliche molekulare Mechanismen von RV aufzuklären. In mit epidermal growth factor (EGF) stimulierten VSMC konnten wir zeigen, dass das Binden von RV an Integrine, welche wichtige Funktionen für das Anhaften und das Überleben der Zelle übernehmen, nur einen geringen Anteil an der stark inhibierenden Wirkung von RV auf die Phosphorylierung von Akt, welche bereits früher von unserer Arbeitsgruppe gezeigt wurde, hat. Die EGF-induzierte Dephosphorylierung von focal adhesion kinase (FAK), die ein zentrales Protein bei der Integrin-, und Wachstumsfaktor-vermittelten Reizweiterleitung ist, wurde durch RV-Behandlung vollständig verhindert. Dies war auf eine verminderte Bindung von FAK an die Phosphatase Shp-2 zurückzuführen. Zudem waren einzelne Phosphorylierungsstellen innerhalb von FAK durch EGF-, und RV-Behandlung sehr unterschiedlich reguliert. Eine Beteiligung des Östrogenrezeptors alpha (ER alpha) an der EGF-vermittelten Aktivierung von VSMC konnten wir ausschließen, obwohl RV eine antagonistische Wirkung auf ER in Östrogen-stimulierten VSMC zeigte. Extrazellulär produziertes H2O2 war sehr stark von RV beeinflusst. Sowohl die Angiotensin II-, als auch die EGF-induzierte H2O2-Produktion wurden durch Vorinkubation mit RV inhibiert. Darüber hinaus konnten wir beobachten, dass die unerwartet hohen basalen H2O2-Werte von RV zu 60% inhibiert werden konnten, was die stark antioxidative Wirkung von RV unterstreicht. Migrations-Studien zeigten uns, dass RV selektiv EGF-, aber nicht platelet-derived growth factor (PDGF)-vermittelte Migration vermindern konnte. Langzeit-Stimulation mit den Wachstumsfaktoren zeigte, dass die erhöhte FAK-Phosphorylierung durch Vorinkubation mit RV nicht verändert war. Durch das Färben des Cytoskeletts von VSMC zeigte sich, dass die EGF-induzierte aber nicht die PDGF-vermittelte Formierung von Lamellipodien durch RV stark beeinflusst war. Auf molekularer Ebene konnte die kleine GTPase Rac1 als Grund für die verminderte Lamellipodien-Ausbildung ausfindig gemacht werden. Präzipitations-Experimente zeigten, dass die Aktivität von Rac1 ausschließlich in EGF-stimulierten jedoch nicht in PDGF-behandelten VSMC durch RV inhibiert wurde. Die Aktivität von cdc42 hingegen wurde durch keinen Stimulus beeinflusst. Zusammengefasst können wir sagen, dass diese Studie dazu beiträgt, die molekularen Mechanismen von RV in Wachstumsfaktor-induzierten VSMC besser zu verstehen. Zusätzlich konnten wir einen neuartigen anti-migratorischen Effekt von RV in EGF-stimulierten VSMC identifizieren.
Abstract
(Englisch)
Resveratrol (RV), a polyphenolic compound found in grapes and berries, has been shown to exert various health-beneficial effects that may help to prevent cardiovascular diseases and cancer. In atherosclerosis, vascular smooth muscle cells (VSMC) play a crucial role in most steps of disease progression. Upon growth factor attraction, VSMC start to migrate towards the site of blood vessel injury, start to proliferate and therefore contribute to the narrowing of the artery. Until now, the molecular mechanisms of the putative vasoprotective properties of RV are insufficiently understood. In this study, we therefore tried to unravel some of the molecular actions of RV in growth factor-activated VSMC. By using epidermal growth factor (EGF) as activating stimulus we found that binding of RV to integrins, which play a mayor role in cell adhesion and survival, accounted only to a minor extend for the strong inhibiting properties of RV on Akt phosphorylation shown previously. EGF-mediated dephosphorylation of focal adhesion kinase (FAK), a key protein in processing integrin and growth factor signals, was completely restored by RV, which was mainly due to impaired binding of FAK to the phosphatase Shp-2. Moreover, single phosphorylation sites within FAK were very differently regulated by stimulation with EGF and RV. We furthermore excluded a major contribution of the estrogen receptor alpha (ER alpha) to EGF-mediated VSMC activation and were able to show that RV acted as a potent antagonist of ER in estrogen-stimulated cells. Extracellularly produced H2O2 was strongly affected by RV. Both, Angiotensin II- and EGF-induced production of extracellular H2O2 were completely blocked. Additionally, unexpected high basal levels of H2O2 in unstimulated VSMC were diminished by 60% underlining RVs very potent antioxidative properties. Migration studies illustrated that RV was able to selectively abrogate EGF- but not PDGF-triggered chemotaxis of VSMC. Long-term treatment with the growth factors revealed that enhanced FAK phosphorylation was not affected by RV. By conducting cytoskeleton staining experiments, we could observe that especially lamellipodia formation was impaired in EGF-, but not PDGF-stimulated cells pretreated with RV. The molecular basis for this phenotypic limitation could be specifically attributed to the small GTPase Rac1. Pull-down experiments revealed that Rac1 activity of EGF- but not PDGF-stimulated VSMC was strongly inhibited by additional treatment with RV, whereas activity of cdc42 was not changed. In summary, our study contributes new knowledge to understand the molecular mechanisms by which RV interferes with signalling pathways induced by growth factors in vascular smooth muscle cells. Moreover, we could identify a novel anti-migratory effect of RV on EGF-stimulated VSMC.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
resveratrol signal transduction vascular smooth muscle cells migration hypertropy EGF Akt focal adhesion kinase
Schlagwörter
(Deutsch)
Resveratrol Signaltransduktion vaskuläre glatte Muskelzellen Migration Hypertrophie EGF Akt focal adhesion kinase
Autor*innen
Mario Kumerz
Haupttitel (Englisch)
The role of resveratrol on growth factor-induced signalling events in vascular smooth muscle cells
Paralleltitel (Deutsch)
Die Rolle von Resveratrol in Wachstumsfaktor-induzierten Signaltransduktionswegen in vaskulären glatten Muskelzellen
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
137 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Georg Weitzer ,
Riccardo Ghidoni
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC05041113
Utheses ID
5308
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |