Der menschliche Organismus ist auf einen ständigen und ungehinderten Fluss des Bluts angewiesen. Wird dieser unterbrochen, kommt es zu ernsten Erkrankungen wie z.B. Schlaganfällen, Infarkten oder einem Absterben des Gewebes durch Sauerstoffunterversorgung. Diese Erkrankungen des kardiovaskulären Systems gehören zu den häufigsten Todesursachen in der westlichen Welt. Unter günstigen Umständen, d.h. einer langsamen Entwicklung einer Stenose, ist der Körper aber durchaus in der Lage, diese zu kompensieren. Dabei kommt es zu einer Umgestaltung von präexistenten, arteriolären Verbindungen, die in einem positiven 'Remodelling' zu Kollateralarterien reifen. Diese Kollateralen können dann die Aufgabe der verschlossenen Arterie übernehmen. In dieser Arbeit wurde der Fragestellung nachgegangen, welche Gene während des Wachstums von Kollateralarterien (Arteriogenese) eine differentielle Expression zeigen.
Zur Beantwortung dieser Frage wurde die Entwicklung von Kollateralen durch operativen Verschluss der Arteria femoralis induziert (Tiermodell: Oryctolagus cuniculus). Aus Kollateralen, die drei Tage, bzw. drei Wochen nach Verschluss der Femoralarterie isoliert wurden, wurde RNA gewonnen und aus dieser durch 'Differential Display Polymerase Chain Reaction' Gene mit differentieller Expression identifiziert. Bei dieser Suche wurde das Gen für das Protein 'Osteoglycin' als an der Arteriogenese beteiligt gefunden. Dieses Protein gehört zur Familie der 'small leucine-rich' Proteoglykane, einer Gruppe von Proteinen, die durch das Auftreten von Sequenzwiederholungen, die reich an Leucin sind, charakterisiert ist. In wachsenden Kollateralen wurde die mRNA für Osteoglycin deutlich vermindert exprimiert. Als Ort der Genexpression wurden die glatten Muskelzellen der Gefäßwand identifiziert, Endothelzellen zeigten keine Expression. Osteoglycin war neben den Blutgefäßen auch noch in weiteren Organen, wie z.B. der Lunge, dem Herz und dem Uterus nachweisbar. Das entsprechende Protein war ebenfalls in den Kollateralen lokalisiert, sowohl in ruhenden als auch in wachsenden und, nach Verschluss der Femoralarterie, deutlich vermindert exprimiert. Der Nachweis der verringerten Expression konnte im Western-Blot und auch direkt im Gewebeschnitt mit immunhistochemischen Methoden geführt werden. Die Stimulation von glatten Muskelzellen, die aus der Aorta von Oryctolagus cuniculus isoliert wurden, mit den Wachstumsfaktoren FGF-2 und TGF-beta1, führte ebenfalls zu einer verminderten Expression von Osteoglycin. Eine Beteiligung dieser Faktoren an der Arteriogenese ist aus anderen Untersuchungen bekannt. Untersuchungen an Tieren (Mus musculus) denen das Gen für Osteoglycin fehlt zeigten, dass diese ein deutlich schnelleres Kollateralwachstum aufweisen.
Ähnlich den anderen Mitgliedern der Familie der 'small leucine-rich' Proteoglykane ist auch Osteoglycin an der Regulation der Biosynthese der Kollagenfasern in der extrazellulären Matrix beteiligt. Hauptaufgabe des Proteins Osteoglycin ist demnach die Regulation der Biosynthese der Kollagenfaser und damit ist es letztendlich ein wichtiger Faktor für die Stabilität der Blutgefäße. Es beeinflusst die mechanischen Eigenschaften der Blutgefäße und damit auch den Ablauf des Kollateralwachstums. Aber Osteoglycin kann auch regulierend auf die Proliferation von glatten Muskelzellen wirken, indem es Bestandteil des Substrats ist, auf und in dem die Zellen liegen, aber auch durch die Beeinflussung der Aktivität von Wachstumsfaktoren.
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