Proarteriosklerotische Wechselwirkung von Lipoproteinen und Endothelinsystem in humanen Endothelzellen

Abstract

Das Endothelinsystem und die Hyperlipoproteinämie sind an der Frühentstehung der Arteriosklerose wesentlich beteiligt. Wir untersuchten mögliche Wechselwirkungen. Den Schwerpunkt bildete der Einfluss von nativem und oxidiertem Low-Density-Lipoprotein (nLDL, oxLDL) auf die Expression von Genen des Endothelinsystems und die Induktion von Apoptose, sowie die Endothelin- und Angiotensin- vermittelte oxLDL-Aufnahme in Primärkulturen von humanen Endothelzellen. Endothelin-converting enzyme-1 (ECE-1) wird durch erhöhte nLDL- und oxLDL-Konzentrationen (max. 100µg/ml) vermehrt exprimiert. Maximale Effekte erzielten wir auf mRNA-Ebene schon nach 1 h, auf Proteinebene nach 24 h Stimulation. Die Induktion von ECE-1 erfolgt über den Angiotensin II-Rezeptortyp 1 (AT1), den Endothelinrezeptor B (ETB) und ist PKC- und NOS- Ca2+-Ionen- abhängig. OxLDL und nLDL induzieren weiterhin die Expression der ETB-mRNA zeit- und dosisabhängig (max. 1 h, 100 µg/ml Lipoprotein). Die Induktion der ETB-mRNA ist von PKC, Calcium und Angiotensin II abhängig. Wir konnten weiter eine Regulation über ETB selbst nachweisen.Wir konnten eine erhöhte ET1-mRNA-Expression und eine Induktion der ET-1-Peptidbildung und -freisetzung durch Endothelzellen nach Stimulation mit nLDL und oxLDL zeigen. Die Induktion der Präproendothelin-1-mRNA verläuft PKC-abhängig. Die Blockade von ETB- und AT1-Rezeptor hemmt diese Induktion. Endothelin und Angiotensin II erhöhen die Aufnahme von oxidierten Lipoproteinen in humane Endothelzellen. Selbst bei maximaler Stimulation mit nLDL oder oxLDL (100 µg/ml, 24 h) sahen wir in unseren Zellen keine Hinweise im DNA-Leiterassay auf apoptotischen Zelltod. Endothelin und Angiotensin können damit die Aufnahme von oxLDL in humane Endothelzellen steigern und eine Wechselwirkung von Low-Density-Lipoprotein, Endothelin-1 und Angiotensin II im Rahmen eines proarterioklerotischen Circulus vitiosus potenzieren.

The Endothelin-System and Hyperlipoproteinaemia are involved in the pathogenesis of arteriosclerosis. We investigated possible interactions between these systems. This work centres on the involvement of native and oxidatively modified Low-Density-Lipoprotein (nLDL, oxLDL) in the expression of genes of the Endothelin-System, the induction of apoptosis and the mediatory effects of Endothelin and Angiotensin on the uptake of oxLDL in HUVECs (Human Umbilical Vein Endothelial Cells). Endothelin-converting enzyme-1 (ECE-1) is induced by nLDL- and oxLDL (max. 100µg/ml). We investigated maximum effects in mRNA-expression after 1h, in protein-expression after 24h stimulation. ECE-1-induction was mediated via Angiotensin II - receptor 1 (AT1), Endothelin - receptor B (ETB), PKC, NOS and Ca2+-Ions. OxLDL and nLDL induced further the expression of ETB-mRNA in a time- and dose- dependent manner (max. 1 h, 100 µg/ml Lipoprotein). The induction of ETB - mRNA is dependent on PKC, Ca2+-Ions , Angiotensin II and the ETB-receptor itself. We were able to demonstrate an upregulation of ET1 - mRNA-expression and an induction of ET-1-peptide-production and -secretion by HUVEC after stimulation with nLDL and oxLDL. The induction of ppET-1-mRNA - expression is mediated by PKC, ETB- and AT1-receptor. Endothelin and Angiotensin II stimulate the uptake of oxLDL in HUVEC. We found no signs of apoptotic cell-death or enhanced DNA laddering even after maximal stimulation of HUVEC with nLDL or oxLDL (100 µg/ml, 24 h). Endothelin and Angiotensin induce the uptake of lipoproteins in HUVEC. They enable and potentiate interactions between Low-Density-Lipoproteins, Endothelin-1 and Angiotensin II within the scope of a circulus vitiosus of early arteriosclerosis.