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Mechanistic studies on resveratrol and its influence on angiotensin II- and epidermal growth factor-induced signaling pathways in vascular smooth muscle cells
Cornelia Elisabeth Schreiner
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Verena Dirsch
DOI
10.25365/thesis.5917
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29860.03742.802463-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in der westlichen Welt. Angiotensin II (Ang II) begünstigt die Entstehung dieser Erkrankungen durch seine Funktion als Vasokonstriktor, Wachstumsfaktor und durch Förderung der endothelialen Dysfunktion. In glatten Gefäßmuskelzellen führt Ang II zu Zellwachstum (Hypertrophie). Es wurde bereits gezeigt, dass das im Rotwein vorhandene Polyphenol Resveratrol (RV) die Ang II- induzierte Hypertrophie durch Inaktivierung des PI3K/Akt Signalweges hemmt. Ein möglicher Mechanismus dafür wäre die Aktivierung der redoxsensitiven Phosphatase Shp2. Die Hypothese, die dieser Arbeit zugrunde liegt, besagt, dass RV Shp2 vor Inaktivierung schützt, indem es mit freien Sauerstoffradikalen interagiert, die nach der Ang II-Stimulation und EGF-R Transaktivierung entstehen. Eine Entgiftung dieser Sauerstoffradikale würde die Shp2 Aktivität erhalten, da Shp2 nicht durch Oxidation gehemmt würde. Die detaillierten Ziele dieser Arbeit waren: a) zu untersuchen, ob RV die Phosphorylierung von Akt durch antioxidative Wirkung hemmt, b) die Quelle der produzierten Sauerstoffradikale zu bestimmen, die zur Akt Aktivierung unterhalb des EGF-R beitragen und c) zu klären, ob Shp2 das Zielmolekül von RV ist. In Zuge der Arbeit konnten wir einen antioxidativen Effekt von RV in unseren Zellen nachweisen, da es in der Lage war, Ang II- induzierte intrazelluläre Sauerstoffradikale und das basale Sauerstoffradikallevel zu reduzieren. Bei der Überprüfung der Redox-Abhängigkeit von Ang II- u nd EGF- induzierter Phosphorylierung und Aktivierung von Akt, p38 und ERK1/2 fanden wir, dass die Ang II vermittelte Stimulierung von Akt und p38 Nox1 abhängig ist. Die Phosphorylierung der Kinasen nach EGF Stimulation war redox-unabhängig. Mit Hilfe von nicht redoxaktiven RV-Derivaten konnten wir ebenfalls zeigen, dass RV nicht als Radikalfänger agiert, wenn es die Phosphorylierung von Akt hemmt. Wir konnten weiters keine Oxidierung von Shp2 in unseren Zellen feststellen, allerdings fanden wir Unterschiede in der Shp2 Phosphorylierung und der Rekrutierung von PI3K zu Shp2 nach Ang II- oder EGF- Aktivierung der Zellen. Dies deutet auf eine unterschiedliche Regulation von Shp2 durch Ang II oder EGF hin. Diese Studie zeigt, dass zur Hemmung der Ang II verursachten Akt Phosphorylierung und Hypertrophie in glatten Gefäßmuskelzellen die antioxidativen Eigenschaften von RV nicht notwendig sind.
Abstract
(Englisch)
In the developed societies cardiovascular disease (CVD) is the leading cause of death. Angiotensin II (Ang II) contributes to the development of CVD by acting as a potent vasoconstrictor, but also as growth factor and by promoting endothelial dysfunction. In vascular smooth muscle cells (VSMC), Ang II promotes cell growth (hypertrophy). It was recently shown that the red wine polyphenol resveratrol (RV) inhibits Ang II-induced hypertrophy by interfering with the PI3K/Akt pathway. This was suggested to occur by the activation of the phosphatase SH2-domain containing phosphatase 2 (Shp2), a redox-sensitive molecule. The current work is based on the hypothesis that RV can restore Shp2 activity by interfering with reactive oxygen species (ROS) produced downstream of the activated epidermal growth factor receptor (EGF-R) that is transactivated in VSMC in response to Ang II. Inhibition of ROS production will prevent oxidation and thus inhibition of Shp2. Specific aims of this thesis were to examine a) whether RV acts as antioxidant when inhibiting Akt phosphorylation in Ang II- and EGF-activated VSMC, b) to identify the source of ROS responsible for Akt activation downstream of the EGF-R, c) to verify the role of Shp2 as a RV target in VSMC and to determine whether RV affects Shp2 by a redox-sensitive mechanism.
In this study we indeed show an antioxidative effect of RV, as it inhibits intracellular ROS in Ang II-activated VSMC and also basal ROS levels. When testing the dependence of Ang II- and EGF-induced phosphorylation/activation of major signalling molecules such as Akt, p38 and ERK1/2 on ROS, we found that Ang II-induced phosphorylation of Akt and p38 is dependent on ROS produced by Nox1, whereas EGF-stimulated phosphorylation of these kinases was shown to occur redox-independent. Using non-redox active derivates of RV in this setting underlined that antioxidative properties of RV are not necessary for the inhibition of phosphorylation of Akt. Approaching the role of Shp2 in the molecular mechanism of RV in VSMC we were unable to detect changes in the oxidation status of Shp2 but revealed differences in phosphorylation status of Shp2 and PI3K recruitment to Shp2 upon Ang II or EGF treatment, suggesting a distinct regulation of Shp2 upon Ang II or EGF stimulation. This study indicates that the antioxidant activity of RV is not required for the strong Akt inhibitory/antihypertrophic activity of RV in Ang II-activated VSMC.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Resveratrol Angiotensin-II EGF vascular smooth muscle cells Akt ROS NADPH oxidases Shp2
Schlagwörter
(Deutsch)
Resveratrol Angiotensin-II EGF glatte Gefäßmuskelzellen Akt ROS NADPH Oxidasen Shp2
Autor*innen
Cornelia Elisabeth Schreiner
Haupttitel (Englisch)
Mechanistic studies on resveratrol and its influence on angiotensin II- and epidermal growth factor-induced signaling pathways in vascular smooth muscle cells
Paralleltitel (Deutsch)
Mechanistische Untersuchung zu Resveratrol und seinen Einfluss auf Angiotensin II- und Epidermalen Wachstumsfaktor induzierte zelluläre Signalwege in glatten Gefäßmuskelzellen
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
III, 120 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Johann Wojta ,
Stephan Rosenkranz
Klassifikation
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC07451735
Utheses ID
5310
Studienkennzahl
UA | 091 | 441 | |