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Die Rolle der microRNA-100 in der pulmonalen Hypertonie
Die Rolle der microRNA-100 in der pulmonalen Hypertonie
In der zugrundeliegenden Arbeit wurde die Rolle der miR-100 auf die Entstehung der pulmonalen arteriellen Hypertonie (PAH) hin untersucht. In Zellkultur-Versuchen konnte eine Regulation des BMPR2 und des EPDR1 dargestellt werden. Im darauffolgenden Tierversuch, wurden als Folge einer sechswöchigen Hypoxieexposition (10% Sauerstoff), sowohl bei transgenen Mäusen, als auch bei Wildtyp-Mäusen veränderte Verhältnisse in den rechten Ventrikeln beobachtet. Beide Gruppen zeigen erhöhte RV/LV+S- und RVIDd/LVIDd-Quotienten, sowie einen geringeren PAT/PET-Quotienten und eine geringere TAPSE, im Vergleich zu den Kontrolltieren in der Normoxie. Diese Ergebnisse deuten auf eine Schädigung des rechten Ventrikels mit Druckzunahme im selbigen hin. Zusätzlich zeigen die Tiere mit miR-100-Überexpression in der Hypoxie einen stärker ausgeprägten Phänotyp, als die Kontrolltiere. Sonographisch konnte dies mit einem signifikant verringerten PAT/PET-Quotienten belegt werden. Der verringerte Quotient spiegelt einen erhöhten Druck im rechten Ventrikel dar. Auch histologisch lässt sich bei dieser Versuchsgruppe eine deutlich stärker verdickte Tunica media in den kleinen Arterien der Lunge nachweisen. In vivo lässt sich eine miR-100-Überexpression, welche durch ein tamoxifeninduziertes Cre/loxP-System spezifisch in glatten Muskelzellen ausgelöst wurde, nachweisen. Jedoch stellen sich die in vitro gefundenen Regulationen des BMPR2 und des EPDR1 in einigen Fällen im Tierversuch unterschiedlich dar. In diesem Zusammenhang konnte die Regulation unter normoxischen Bedingungen teilweise sogar statistisch signifikant bestätigt werden, in der Hypoxie hingegen verschob sich das Expressionslevel teils deutlich. Die Ursache für diese Verschiebung der Expression konnte nicht abschließend dargestellt werden. Die mit der miR-100 zusammenhängenden Regulationsmechanismen könnten einen Angriffspunkt für die Behandlung der PAH darstellen. Hierfür bedarf es jedoch noch weiterer Forschung, um die zugrundeliegenden Signalwege und die molekularen Pathomechanismen besser darzustellen und zu verstehen. Die Regulation von BMPR2 und EPDR1 durch miR-100 könnte in der Behandlung der PAH einen interessanten Anhaltspunkt darstellen., This study examined the role of the miR-100 in the development of pulmonary arterial hypertension (PAH). In in vitro cell culture experiments, a regulation of BMPR2 and EPDR1 by miR-100 could be verified. To test the in vivo influence of miR-100, we used our tamoxifen inducible Myh11-Cre/miR-100 transgenic mouse linie to specifically overexpress miR-100 in smooth muscle cells. The in vitro analysis was followed by in vivo experiments, including six weeks hypoxia (10% oxygen) of wildtype as well as transgenic miR-100 overexpressing mice to induce the development of PAH. Both, wildtype and transgenic animals showed an increased RV/LV+S and RVIDd/LVIDd ratio, a decreased PAT/PET ratio and a smaller TAPSE when kept under hypoxia. These results indicate damage to the right ventricle and verified the functionality of our PAH mouse model. Furthermore, we could observe an even more decreased PAT/PET ratio in miR-100 transgenic animals compared to control mice, which indicates an increased pressure in the right ventricle and a more severe PAH progression. This observation was supported by histological analysis, where a much more thickened tunica media of the small arteries in the lung of hypoxia exposed transgenic mice could be found. However, the regulation of the BMPR2 and EPDR1 expression by miR-100 that was observed in vitro could not be confirmed in vivo. Here, neither in the whole lung lysate nor in isolated aortic tissue, no decreased expression of BMPR2 and EPDR1 was detectable in miR-100 overexpressing animals. Furthermore, miR-100 mice react with an increased expression of BMPR2 and EPDR1 when kept under hypoxia. This implicates that either both, BMPR2 and EPDR1 are not direct targets of miR-100 or there are other effects triggered by hypoxia that overcome the presumably minor impact of miR-100. Further research needs to be conducted for better understanding of the underlying mechanisms in the development of PAH, that are possibly regulated by miR-100.
miR-100, microRNA-100, BMPR2, EPDR1, pulmonale Hypertonie
Schmitz, Viktor
2021
German
Universitätsbibliothek der Ludwig-Maximilians-Universität München
Schmitz, Viktor (2021): Die Rolle der microRNA-100 in der pulmonalen Hypertonie. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

In der zugrundeliegenden Arbeit wurde die Rolle der miR-100 auf die Entstehung der pulmonalen arteriellen Hypertonie (PAH) hin untersucht. In Zellkultur-Versuchen konnte eine Regulation des BMPR2 und des EPDR1 dargestellt werden. Im darauffolgenden Tierversuch, wurden als Folge einer sechswöchigen Hypoxieexposition (10% Sauerstoff), sowohl bei transgenen Mäusen, als auch bei Wildtyp-Mäusen veränderte Verhältnisse in den rechten Ventrikeln beobachtet. Beide Gruppen zeigen erhöhte RV/LV+S- und RVIDd/LVIDd-Quotienten, sowie einen geringeren PAT/PET-Quotienten und eine geringere TAPSE, im Vergleich zu den Kontrolltieren in der Normoxie. Diese Ergebnisse deuten auf eine Schädigung des rechten Ventrikels mit Druckzunahme im selbigen hin. Zusätzlich zeigen die Tiere mit miR-100-Überexpression in der Hypoxie einen stärker ausgeprägten Phänotyp, als die Kontrolltiere. Sonographisch konnte dies mit einem signifikant verringerten PAT/PET-Quotienten belegt werden. Der verringerte Quotient spiegelt einen erhöhten Druck im rechten Ventrikel dar. Auch histologisch lässt sich bei dieser Versuchsgruppe eine deutlich stärker verdickte Tunica media in den kleinen Arterien der Lunge nachweisen. In vivo lässt sich eine miR-100-Überexpression, welche durch ein tamoxifeninduziertes Cre/loxP-System spezifisch in glatten Muskelzellen ausgelöst wurde, nachweisen. Jedoch stellen sich die in vitro gefundenen Regulationen des BMPR2 und des EPDR1 in einigen Fällen im Tierversuch unterschiedlich dar. In diesem Zusammenhang konnte die Regulation unter normoxischen Bedingungen teilweise sogar statistisch signifikant bestätigt werden, in der Hypoxie hingegen verschob sich das Expressionslevel teils deutlich. Die Ursache für diese Verschiebung der Expression konnte nicht abschließend dargestellt werden. Die mit der miR-100 zusammenhängenden Regulationsmechanismen könnten einen Angriffspunkt für die Behandlung der PAH darstellen. Hierfür bedarf es jedoch noch weiterer Forschung, um die zugrundeliegenden Signalwege und die molekularen Pathomechanismen besser darzustellen und zu verstehen. Die Regulation von BMPR2 und EPDR1 durch miR-100 könnte in der Behandlung der PAH einen interessanten Anhaltspunkt darstellen.

Abstract

This study examined the role of the miR-100 in the development of pulmonary arterial hypertension (PAH). In in vitro cell culture experiments, a regulation of BMPR2 and EPDR1 by miR-100 could be verified. To test the in vivo influence of miR-100, we used our tamoxifen inducible Myh11-Cre/miR-100 transgenic mouse linie to specifically overexpress miR-100 in smooth muscle cells. The in vitro analysis was followed by in vivo experiments, including six weeks hypoxia (10% oxygen) of wildtype as well as transgenic miR-100 overexpressing mice to induce the development of PAH. Both, wildtype and transgenic animals showed an increased RV/LV+S and RVIDd/LVIDd ratio, a decreased PAT/PET ratio and a smaller TAPSE when kept under hypoxia. These results indicate damage to the right ventricle and verified the functionality of our PAH mouse model. Furthermore, we could observe an even more decreased PAT/PET ratio in miR-100 transgenic animals compared to control mice, which indicates an increased pressure in the right ventricle and a more severe PAH progression. This observation was supported by histological analysis, where a much more thickened tunica media of the small arteries in the lung of hypoxia exposed transgenic mice could be found. However, the regulation of the BMPR2 and EPDR1 expression by miR-100 that was observed in vitro could not be confirmed in vivo. Here, neither in the whole lung lysate nor in isolated aortic tissue, no decreased expression of BMPR2 and EPDR1 was detectable in miR-100 overexpressing animals. Furthermore, miR-100 mice react with an increased expression of BMPR2 and EPDR1 when kept under hypoxia. This implicates that either both, BMPR2 and EPDR1 are not direct targets of miR-100 or there are other effects triggered by hypoxia that overcome the presumably minor impact of miR-100. Further research needs to be conducted for better understanding of the underlying mechanisms in the development of PAH, that are possibly regulated by miR-100.