Analyse der Polysialylierung von humanen umbilikalen Endothelzellen und deren Einfluss auf die Migration

Abstract

In Säugern ist Polysialinsäure (PolySia) ein Homopolymer aus alpha2,8-verknüpften N-Acetylneuraminsäuren, die von den beiden Polysialyltransferasen ST8SiaII und ST8SiaIV gebildet werden kann. Als posttranslationale Modifikation von momentan 7 bekannten polysialylierten Proteinen beeinflussen sie zahlreiche Zelladhäsions-, sowie Migrationsprozesse in unterschiedlichsten Geweben. Dies beruht nicht nur auf ihrer stakren negativen Ladung durch zahlreiche Carboxylgruppen, sondern auch auf ihrer Fähigkeit direkt mit Rezeptoren und Signalmolekülen zu interagieren.Da bereits ein Einfluss von Sialinsäuren auf die Angiogenese nachgewiesen werden konnte, sollte in dieser Arbeit an Hand von humanen umbilikalen Endothelzellen (HUVECs) als Zellkulturmodell die Polysialylierung von HUVECs und der Einfluss von PolySia auf deren Migrationskapazität analysiert werden.Während bereits andere Arbeitsgruppen PolySia auf HUVECs nachgewiesen haben, konnte diese Existenz von PolySia auf HUVECs in dieser Arbeit bestätigt werden, wobei erstmals ST8SiaIV als prädominate Polysialyltransferase detektiert wurde. Auch wenn das polysialylierte Trägerprotein unbekannt verbleibt, konnte gezeigt werden, dass es über N-Glykane an seine Träger gebunden ist. Weiterhin wurde festgestellt, dass der Großteil an PolySia nicht in die Zellmembranen integriert, sondern von HUVECs in den Zellüberstand sezerniert wird.Auf dieser Grundlage sollte ein möglicher funktioneller Einfluss von PolySia auf HUVECs untersucht werden. Hier konnte gezeigt werden, dass eine Stimulation mit dem angiogenetischen Wachtsumsfaktor vascular endothelial growth factor (VEGF) zu einer Steigerung der PolySia-Expression, sowie Sekretion in HUVECs führt. Weitere Stimulationen wie z.B. durch bFGF zeigten keinen Einfluss. Zusätzlich konnten erste Hinweise erbracht werden, dass durch künstliche Sialinsäurevorläufer die Polysialylierung von HUVECs beeinflussbar ist. Abschließend zeigten MigrationAssays, dass die Degradierung von PolySia in vitro die Migration von HUVECs steigert.Nachdem bekannt ist, dass PolySia Wachstumsfaktoren wie bFGF and VEGF direkt binden und darüber deren Funktion regulieren kann, ist an Hand dieser Ergebnisse zu vermuten, dass PolySia auf diese Weise auch Angiogenese-Prozesse wie z.B. die Migration von HUVECs beeinflussen könnte.