title: Regulation of the LDL-R gene family expression in the cells of the human coronary artery vascular wall
Creators: name: Haas, Elisabeth
Publisher: name: :none
Year: 2012

description: Kardiovaskuläre Erkrankungen zählen zu den führenden Todesursachen in den Industriestaaten. Sie werden häufig durch die multifaktorielle Erkrankung Atherosklerose verursacht, weswegen in dieser Arbeit einige Faktoren untersucht werden sollen, die zur Entwicklung dieser Krankheit beitragen. Das Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung der Expression der LDL-Rezeptor-Genfamilie und ihrer Regulation in Endothelzellen und glatten Muskelzellen der menschlichen Koronararterien. Die Studie konzentrierte sich dabei auf den LDL-R, VLDL-R, LRP1 und LRP2 und behandelte den Einfluss von mehreren Faktoren, die für die Entstehung von Atherosklerose von Bedeutung sein sollen: modifizierte Lipoproteine (in dieser Studie carbamyliertes LDL), Östrogen und Veränderungen der auf die Gefäßwand wirkenden Scherkräfte („shear stress“). Carbamyliertes LDL gilt als Risikofaktor, da Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen eine kardiovaskuläre Erkrankung entwickeln („Urämie-induzierte Atherosklerose“). Verminderter „shear stress“ wird aufgrund seiner zahlreichen negativen Auswirkungen auf die Endothelfunktion ebenfalls als atherogen eingestuft. Tatsächlich treten Läsionen bevorzugt in Gefäßbereichen auf, in denen geringere Scherkräfte wirken. Östrogen werden zahlreiche atheroprotektive Funktionen zugeschrieben. Das Steroidhormon wird daher für die geringere Inzidenz von Atherosklerose in prämenopausalen Frauen verantwortlich gemacht. Endothelzellen wurden unter statischen und dynamischen Bedingungen kultiviert, glatte Muskelzellen unter statischen Bedingungen. Anschließend wurden beide Zelltypen mit verschiedenen Kombinationen von nativen und carbamylierten Lipoproteinen und 17β-Estradiol behandelt. Die Genexpression der Rezeptoren wurde mittels quantitativer RT-PCR ermittelt. Ein Proteinnachweis mittels Western-blot sowie eine Lipoprotein-Modifikationanalyse mittels Elektrophorese („relative mobility“) und Zytotoxizitätstests sollten die Untersuchung ergänzen. Zusammengefasst konnten signifikante Änderungen der Genexpression festgestellt werden. Diese Erkenntnisse sind als weiterer Hinweis auf eine wichtige Rolle der untersuchten Faktoren in der Krankheitsentstehung zu bewerten.
description: Cardiovascular disease (CVD) is rated as a leading cause of death, particularly in industrialised countries. Atherosclerosis is a common cause of CVD. Therefore, several mechanisms leading to atherosclerosis development are covered in this thesis. The aim of the thesis project was to investigate the regulation of the low-density lipoprotein receptor (LDL-R) gene family expression in human coronary artery endothelial cells (HCAEC) and human coronary artery smooth muscle cells (HCASMC). The study focused on the LDL-R, VLDL-R, LRP1, and LRP2 and included the influence of several factors which have been suggested to play a role in atherosclerosis: modified lipoproteins (in this study carbamylated LDL), estrogen, and alterations of vascular shear stress. Carbamylated LDL is considered as a risk factor since patients with chronic kid-ney disease are prone to develop CVD (“uremia-induced atherosclerosis”). Low shear stress is believed to act atherogenic because of its numerous unfavourable effects on endothelial function. Actually, atherosclerotic lesions occur preferentially at regions with low vascular shear stress. In contrast, estrogen is suggested to be responsible for the lower incidence of atherosclerosis in premenopausal women. Thus, atheroprotective properties are attributed to the steroid hormone. Human coronary artery endothelial cells were cultivated under static and dynamic (high and low shear stress) conditions, human coronary artery smooth muscle cells were cultivated under static conditions. Then, the cells were treated with native and carbamylated lipoproteins and 17β-estradiol in different combinations. The receptor gene expression levels in these cells were analysed by real-time quantitative PCR. Furthermore, protein detection by Western-blot, lipoprotein modification analysis by relative electrophoretic mobility determination and cytotoxicity assays should complete the studies. In summary, significant alterations in gene expression of both cell types could be determined. These findings provide further evidence for a crucial role of carbamylated LDL, estrogen, and shear stress in disease development.