Bei anhaltender Druckbelastung des Herzens kommt es zu einem Übergang von hypertrophem Wachstum zur Entwicklung einer Herzinsuffizienz, die unter anderem mit einer gesteigerten TGFbeta1-Expression und Apoptose-Induktion einhergeht. In adulten Kardiomyozyten induzieren TGFbeta1 sowie Stickstoffmonoxid (NO) Apoptose, die über Transkriptionsfaktoren der SMAD-Familie vermittelt wird. Primäres Ziel dieser Arbeit war es zu klären, ob NO eine kausale Bedeutung in diesem TGFbeta1-vermittelten Signalweg hat.Zur Überprüfung dieser Fragestellung wurde ein in vitro Zellkultur-Modell mit isolierten ventrikulären Kardiomyozyten der adulten Wistar Ratte verwendet. In dieser Arbeit konnte mittels HOE-Assay und Caspase 3/7-Assay gezeigt werden, dass TGFbeta1 bei adulten Kardiomyozyten via den TGFbeta1-Rezeptor ALK5 Apoptose induziert, da diese Apoptose-Induktion mit dem ALK5-Inhibitor SB431542 supprimierbar ist. Des Weiteren konnte bestätigt werden, dass TGFbeta1 via ALK5 SMAD2 phosphoryliert und diese Phosphorylierung mit SB431542 supprimierbar ist.Die NO-Freisetzung wurde durch einen DAF-Assay gemessen. Hierbei zeigte sich, dass TGFbeta1 eine NO-Freisetzung induziert und dass diese NO-Freisetzung ALK5-Rezeptor vermittelt ist, da die NO-Freisetzung mit SB431542 supprimierbar war.Zur Klärung der Frage, ob NO-Synthasen für die NO-Freisetzung verantwortlich sind, wurde ETU als unspezifischer Inhibitor der NOS eingesetzt. Es zeigte sich, dass NO-Synthasen für die NO-Freisetzung verantwortlich sind. Zur Differenzierung der verantwortlichen NO-Synthase wurde der iNOS-spezifische Inhibitor 1400W und der nNOS-spezifische Inhibitor TFA eingesetzt. Weder die Hemmung der iNOS noch die Hemmung der nNOS konnte die TGFbeta1-induzierte NO-Freisetzung hemmen. Somit muss die NO-Freisetzung durch TGFbeta1 über die eNOS erfolgen. Mittels Immunfluoreszenz konnte eine TGFbeta1-abhängige Phosphorylierung der eNOS an Serin 1177 nachgewiesen werden. Somit konnte gezeigt werden, dass TGFbeta1 in adulten Kardiomyozyten der Ratte eine ALK5-vermittelte NO-Freisetzung induziert. Darüber hinaus konnte gezeigt werden dass die PI3-Kinase nicht an der NO-Freisetzung beteiligt ist. Eine Hemmung der PI3-Kinase mit dem Inhibitor Ly294002 hat keinen Einfluss auf die TGFbeta1-induzierte und ALK5-vermittelte NO-Freisetzung. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die PI3-Kinase an der TGFbeta1-induzierte Apoptose beteiligt ist. Eine Inhibition der PI3-Kinase mit Ly294002 oder Wortmannin supprimierte die TGFbeta1-induzierte Apoptose. Dies konnte im HOE-Assay und im Caspase 3/7-Assay nachgewiesen werden. Somit ist die PI3-Kinase proapototisch an der TGFbeta1-induzierten Apoptose beteiligt. Außerdem konnte gezeigt werden, dass die PI3-Kinase an der Expression TGFbeta1-abhängiger pro-apoptotischer Gene wie SHIP, Tieg1 als auch SMAD7 beteiligt ist. Ebenso bewirkt die PI3-Kinase eine erhöhte Bindungsaktivität der TGFbeta1-abhängigen Transkriptionsfaktoren AP1 und SMAD.Als Fazit lässt sich konstatieren, dass die TGFbeta-1induzierte Apoptose eine komplexe Signalkaskade ist, in der NO ein fester TGFbeta1-induzierter und ALK5-vermittelter Bestandteil ist. Die verantwortliche NO-Synthase stellt die eNOS dar, die mittels Phosphorylierung durch TGFbeta1 aktiviert wird. Die PI3-Kinase ist an dieser pro-apoptotischen TGFbeta1-induzierten Kaskade beteiligt, hat jedoch keinen Einfluss auf die NO-Freisetzung.
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