Effekte von C1q/TNFalpha-related Protein 13 in mikro- und makrovaskulären Endothelzellen - Nürnberger, Sina; Justus Liebig University Giessen (My University, 2019)
Das 2011 erstmals beschriebene C1q/TNFalpha-related Protein 13 (CTRP 13) ist ein weiteres Mitglied einer Proteinfamilie, deren Angehörige eindeutige Parallelen hinsichtlich des strukturellen Aufbaus sowie verschiedenster Funktionen mit dem Fettgewebshormon Adiponektin aufweisen. Die bis dato 15 bekannten CTRPs zeigen signifikante Unterschiede im Hinblick auf ihre Expressionsmuster und Effekte in verschiedenen Spezies, Gewebearten und Zelltypen.In der vorliegenden Dissertation wurde erstmals die kardiale Expression von CTRP 13 in humanen und murinen Proben in Abhängigkeit von Alter und Ernährungsstatus demonstriert: CTRP 13 lässt sich in beiden Spezies am stärksten in jungen adipösen Individuen detektieren. Die kardiale Expression ist in verschiedenen Zelltypen nachweisbar primär jedoch in kardialen Endothelzellen und Kardiomyozyten. Die weiterführenden Untersuchungen an kardialen Endothelzellen der Ratte und humanen Endothelzellen der Nabelschnur belegen eine zeitabhängige Phosphorylierung verschiedener Signalkaskaden (AMPK, p44/42 MAPK in MVEC und HUVEC, p38 MAPK in MVEC) durch CTRP 13. Da diese Signalkaskaden wesentlich an zellulären Vorgängen wie Proliferation, Migration und Zelltod mitwirken, ergab sich die Analyse einer CTRP 13-Beteiligung an diesen Vorgängen als weiterer Untersuchungsansatz. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass CTRP 13 in Endothelzellen antiproliferative Effekte besitzt, welche über eine maßgebliche Beteiligung der AMPK katalysiert werden. Außerdem konnte gezeigt werden, dass CTRP 13 unter basalen zellulären Bedingungen keinen Einfluss auf die Apoptose und Nekrose der Endothelzellen hat.Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit legen eine wesentliche Beteiligung von CTRP 13 an essenziellen zellulären Mechanismen nahe. Adipositas gilt als einer der Hauptrisikofaktoren zur Ausbildung atherosklerotischer Plaques die Hypothese einer kompensatorischen Heraufregulation der CTRPs zum Ausgleich eines Adiponektin- Defizit in jungen Lebensjahren wird weiter untermauert. Zusätzlich konnte erstmals eine altersabhängige Variabilität im kardialen Expressionsmuster verschiedener CTRPs aufgezeigt werden. Die gesteigerte CTRP 13-Expression in jungen adipösen Organismen in Kombination mit den evaluierten antiproliferativen Effekten lassen protektive Mechanismen vermuten, die bereits in jungen Lebensjahren insbesondere in Hinblick auf die Atherosklerose-Entstehung von Bedeutung sein könnten.

The C1q/TNFalpha-related protein 13 (CTRP 13) was described for the first time in 2011. It belongs to a protein family which reveals a number of distinct similarities, in particular regarding the constructive structure and various functions with the adipocytokine adiponectin. The 15 CTRPs known to date, show significant differences in terms of expression patterns and effects in various species, tissues and cell types.In the present dissertation the cardiac expression of CTRP 13 in human and murine samples in dependence on age and nutritional status was observed for the first time: In both species the highest CTRP 13 levels are detected in young obese individuals. CTRP 13 is detectable in various cardiac cell types, but mainly in cardiac endothelial cells and cardiomyocytes. Further investigations with rat cardiac endothelial cells and human umbilical vein endothelial cells verify the time-dependent activation of different signaling cascades: CTRP 13 induces the phosphorylation of the AMPK, the p44/42 MAPK in MVEC and HUVEC and the p38 MAPK in MVEC. Due to their role in cellular processes like proliferation, migration and cell-death, the analysis of a potential participation of CTRP 13 in these processes constitutes a suitable scientific approach. The results indicate anti-proliferative effects of CTRP 13 in endothelial cells mainly catalyzed by the AMPK. Furthermore, it could be shown that CTRP 13 has no influence on the apoptosis and necrosis of the endothelial cells under the investigated basal cellular conditions.The results of the present study indicate an important role of CTRP 13 in essential cellular mechanisms. Obesity is one of the major risk factors for developing arteriosclerotic plaques the hypothesis of an upregulation of the CTRPs to compensate a lack of adiponectin at an early age is underlined. Additionally an age- dependent variability concerning the cardiac expression patterns of various CTRPs was shown for the first time. The increased CTRP 13 expression in young obese organisms in combination with the detected anti-proliferative effects presume protective mechanisms in early years, in particular with regards on the development of arteriosclerosis.
Keywords: ddc:610