Analyse der Wirkung von microRNAs auf die Monozyten-Makrophagen Differenzierung am Beispiel von THP-1 Zellen

Abstract

Die Erforschung von microRNAs verspricht in Zukunft bahnbrechende Ergebnisse in der Diagnose und Therapie von Erkrankungen zu liefern. Sie beteiligen sich auch an der Entstehung der Atherosklerose, welche den Grundpfeiler für kardiovaskuläre Erkrankungen bildet. Ein wesentlicher Schritt bei der Entstehung der Atherosklerose ist die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen. Die hier vorgelegte Studie untersucht die Expression ausgewählter microRNAs während der Monozyten- Makrophagen-Differenzierung. Die Untersuchung erfolgte an THP-1 Zellen, einer monozytären Zelllinie. Unter Stimulation der Zellen mit Phorbol-12-myristat-13-acetat (5ng /ml PMA) differenzierten diese zu Makrophagen, was schon mikroskopisch an einem veränderten Phänotyp mit Pseudopodien und polymorpher Erscheinungsform zu erkennen war. Auch die CD14- mRNA Expression, als Marker für die Makrophagendifferenzierung, zeigte eine signifikante Erhöhung nach 72-stündiger PMA-Stimulation. Unter dieser PMA- Stimulation wurden Expressionen verschiedener microRNAs analysiert. let-7f und miR- 92a wurden unter PMA-Gabe runterreguliert. Eine Hochregulation erfuhren miR-1, miR- 22 und miR-143. Die Expression von miR-21, miR-99a und miR-223 blieb unverändert. Die unter PMA-Gabe runterregulierten microRNAs, let-7f und miR-92a, zeigten nach Transfektion mit ihren jeweiligen AgomiRen einen Anstieg der Expression in den behandelten Zellen. AgomiR-let-7f steigerte die CD14-mRNA Expression, wohingegen der Einsatz von AgomiR-92a dazu führte, dass die CD14-mRNA Expression unter PMA reduziert wurde. Unter den AntagomiRen bewirkte lediglich AntagomiR-1 eine signifikante Erniedrigung der miR-1 Expression unter PMA. Unter diesen Bedingungen stieg die CD14-mRNA Expression. Die Makrophagendifferenzierung ist demnach bei niedriger miR-1 Expression verstärkt. Schlussfolgernd kann man sagen, dass von den untersuchten microRNAs let-7f, miR-92a und miR-1 die Differenzierung von Monozyten zu Makrophagen unter PMA-Gabe beeinflussen. Verhindert man den Abfall von miR-92a, so wird die CD14-mRNA Expression und somit die Makrophagendifferenzierung reduziert. Dagegen bewirkt eine Reduktion von let-7f oder miR-1 eine erhöhte CD14-mRNA Expression, was auf eine verstärkte Differenzierung zu Makrophagen hinweist. Somit könnte eine Modulation der miR-1, miR-92a oder let-7f Expression therapeutisch genutzt werden, um atherosklerotische Vorgänge zu reduzieren.