Functional analysis of RACK1 as a novel interaction partner of BMPRII in pulmonary arterial hypertension
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Zusammenfassung
Die Pulmonalarterielle Hypertonie (PAH) ist charakterisiert durch eine selektive Erhöhung des pulmonalarteriellen Blutdrucks. Das pathologische Korrelat der PAH ist ein Verschluss der pulmonalen Arteriolen durch eine Proliferation/Fehlfunktion der glatten Gefässmuskelzellen und des Endothels. Heterozygote Keimbahnmutationen im Bone Morphogenetic Receptor Type II (BMPRII) kodierenden Genlokus zeigen eine Assoziation mit PAH, was für einen Einfluss des BMPRII auf die Pathogenese der PAH spricht. Um die Funktion von BMPRII zu charakterisieren, war es das Ziel unserer Arbeit, neue potentielle Interaktionspartner dieses Rezeptors mittels Yeast Two-Hybrid Analyse zu identifizieren. Unter den vielen bisher unbekannten Interaktionspartnern von BMPRII wurde RACK (receptor for activated protein kinase C)-1 für weitergehende Untersuchungen ausgewählt. Glutathion S-Transferase (GST)-pulldown Experimente sowie Ko-Immunopräzipitationen bestätigten die Interaktion von RACK1 und der BMPRII Kinasedomäne. Immunohistochemische Analysen von Lungenschnitten und Immunofluoreszenzanalysen isolierter glatter Muskelzellen aus der Pulmonalarterie zeigten eine Ko-Lokalisation von BMPRII und RACK1 in vitro und in vivo. Für weitere funktionelle Analysen wurde das RACK1 Gen kloniert und in einem BMP-Reportergenassay überexprimiert. RACK1 Expression führte zu einer zweifach erhöhten Reportergenaktivität nach BMP-2 Stimulation, was einen synergistischen Einfluss der BMPRII-RACK1 Interaktion auf die BMP Signalkaskade zeigt. Dieser Befund wird durch die Tatsache unterstüzt, dass die Depletion von RACK1 mittels small interfering RNA (siRNA) Technologie zu einer verstärkten Proliferation von glatten Gefässmuskelzellen der A. Pulmonalis führt, was für eine regulatorische Rolle von RACK1 auf das Zellwachstum spricht. Mehrere BMPRII Varianten, welche aus dem internationalen PAH Patientenpool stammen, zeigten eine reduzierte Affinität für RACK1. Im Tiermodell der durch Monokrotalin induzierten pulmonalen Hypertonie wurde eine signifikant erniedrigte Expression von RACK1 auf RNA und Proteinebene gefunden. Die vorliegende Arbeit beschreibt daher einen funktionell bedeutenden Einfluss der neu identifizierten Interaktion zwischen BMPRII und RACK1 auf die BMP Signaltransduktion. Die reduzierte Affinität von RACK1 für BMPRII Varianten und die erniedrigte RACK1 Expression im Tiermodell der pulmonalen Hypertonie sprechen für einen bedeutenden Einfluss von RACK1 und der RACK1-BMPRII Interaktion auf die Pathogenese der PAH.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler 2007