Regulierung endothelialer Funktionen durch Autophagie und den AMPK/Autophagie-Signalweg

Spengler, Katrin GND

Endothelzellen bilden die innere Schicht von Blutgefäßen. Sie sind für die Aufrechterhaltung der vaskulären Homöostase wichtig und vermitteln Angiogenese, die durch Wachstumsfaktoren wie VEGF induziert wird und die Vaskularisierung von Geweben und Organen sichert. Voraussetzung für die Gewährleistung dieser Funktionen sind protektive Mechanismen, die Endothelzellen vor schädigenden Einflüssen schützen. Ein solcher Mechanismus ist Autophagie, ein lysosomaler Abbauweg, durch den alte und geschädigte Proteine und Organellen abgebaut werden, um so die Homöostase der Zellen aufrecht zu erhalten. Es konnte gezeigt werden, dass Endothelzellen unter basalen Bedingungen einen ausgeprägten Autophagie-Flux aufweisen, der für den Schutz vor oxidativem und inflammatorischem Stress und für Zellfunktionen wie Proliferation, Überleben und Angiogenese wichtig ist. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass eine pharmakologische Aktivierung der AMPK, einer wichtigen Kinase zur Regulierung von Metabolismus und Zellschutzfunktionen, zu einem Anstieg von Autophagie-Parametern führt. VEGF als physiologischer AMPK-Aktivator führt ebenfalls zu einer Stimulierung der Autophagie. Die Aktivierung der Autophagie wird bei allen untersuchten Zugängen spezifisch durch die AMPKα1-Isoform vermittelt. Der VEGF/AMPKα1/Autophagie-Signalweg ist für den Prozess der Angiogenese von essentieller Bedeutung, da VEGF in Zellen mit gehemmter AMPKα1- oder Autophagie-Aktivität kaum mehr in der Lage ist, Angiogenese zu induzieren. Diese Daten geben damit neue Einblicke in die Regulierung der VEGF-stimulierten Angiogenese und charakterisieren den VEGF/AMPKα1/Autophagie-Signalweg als einen neuen proangiogenen Mechanismus. Insgesamt dienen die Ergebnisse dieser Arbeit dazu, die Regulation von Endothelzellfunktionen besser zu verstehen und damit die Basis für gezielte Maßnahmen zu liefern, die das Auftreten einer Endotheldysfunktion verhindern oder reduzieren können.

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Spengler, Katrin: Regulierung endothelialer Funktionen durch Autophagie und den AMPK/Autophagie-Signalweg. Jena 2016.

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