Cell adhesion and communication in the corpus luteum-Function and regulation of tight and adherens junctions in the luteal vascular systemTranslation into pathophysiology Regulation of permeability in ovarian cancer
Final Report Abstract
In dem Forschungsprojekt wurde die Regulation der Gefäßpermeabilität unter physiologischen Bedingungen im Corpus luteum, sowie unter pathophysiologischen Bedingungen (OHSS und Ovarialkarzinom) untersucht. Es wurde insbesondere der Einfluss von VEGF auf verschiedene Zelladhäsionsproteine und die Regulation der Endothelpermeabilität untersucht. Im Corpus luteum wurde dabei über den hormonellen Einfluss von hCG, die VEGF-Genexpression und Proteinproduktion gesteigert, was konsekutiv zur Herunterregulation von VE-Cadherin, Claudin5 und Nectin2 führte und mit einer erhöhten Endothelpermeabilität assoziiert war. Gleichzeitig wurde gezeigt, dass die Adhäsionsproteine sich untereinander regulatorisch beeinflussen. So führte der Knock-down eines einzelnen Gens sukzessiv zur Suppression der Genexpression der anderen Gene. Durch diese Untersuchungen konnte der Pathomechanismus zur Entstehung des OHSS weitestgehend erklärt werden. Weiterführend wurde untersucht, in wie weit sich die physiologischen Regulationsmechanismen der Permeabilität von denen beim Ovarialkarzinom unterscheiden. Hierzu wurden Proben (Serum, Peritoneum, Tumorproben) von Ovarialkarzinompatientinnen und gesunden Kontrollprobandinnen gesammelt und auf die Expression von VEGF und der Adhäsionsproteine untersucht. Auch hier zeigte sich eine Überexpression von VEGF mit entsprechend pathologischer Gefäßdurchlässigkeit durch Suppression der Adhäsionsproteine. Interessanterweise fanden sich auch Unterschiede zwischen den einzelnen Ovarialkarzinom-Subtypen. Von besonderem Interesse waren die Untersuchungen zur Regulation potentiell VEGF antagonistischer Systeme. Hier wurden zunächst, die in der Literatur beschriebenen Angiopoietine ins Auge gefasst. Die von uns durchgeführten Untersuchungen ließen jedoch nicht den Schluss zu, dass Angiopoietine einen tatsächlichen gefäßpermeabilitätssenkenden Einfluss haben, so dass dieser Weg nicht weiter verfolgt wurde. Demgegenüber konnten wir für das Robo/Slit System in unseren Versuchen tatsächlich einen Anti-VEGF-Effekt finden. Unsere Untersuchungen haben sich auf Slit 2 und Robo 4 konzentriert. So wurde durch die Slit 2-Stimulation von Endothelzellen ein Anstieg der gleichen Adhäsionsproteine gefunden, die durch VEGF supprimiert wurden. Knock-down Versuche von Robo 4 in Endothelzellen führten ebenfalls über Suppression der Adhäsionsproteine zu einer gesteigerten Permeabilität, während VEGF-Inhibition eine Senkung der Endothelpermeabilität bewirkte. In den humanen Proben wurde eine Suppression von Robo 4 im Gefäßendothel nachgewiesen, bei deutlich erhöhter Expression von VEGF mit ebenfalls erhöhten Serum- und Aszites-Spiegeln. Es wurde vermutet, dass tumorsynthetisiertes VEGF im Aszites die physiologischerweise vorhandenen, antiangiogenetisch wirkenden und permeabilitätssenkenden Systeme supprimiert. Diese Theorie wird durch unsere vergleichenden Untersuchungen im Tumor-Ko-Kultur Modell unterstützt werden. In diesem System führt die VEGF Hemmung mittels eines Antikörpers in der Kulturflüssigkeit zu einem Anstieg der Adhäsionsproteine im Endothel und damit verringerten Permeabilität. Dieser Effekt wurde aber nicht erzielt bei VEGF-Knock-down in der Tumorzelle. Hier kam es eher zu einer Verringerung der Adhäsionsproteinexpression bei leicht gesteigerter Endothelpermeabilität. Diese Interessante Beobachtung muss weiterverfolgt werden. Hierfür müssen weiterreichende Untersuchungen mit methodisch anderen Ansätzen initiiert werden.
Publications
- Human chorionic gonadotropin controls luteal vascular permeability via vascular endothelial growth factor by down-regulation of a cascade of adhesion proteins. Fertil Steril. 2013 May;99(6):1749-58
Herr D, Fraser HM, Konrad R, Holzheu I, Kreienberg R, Wulff C
(See online at https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.01.120) - Regulation of Endothelial Permeability in the Corpus Luteum: A Review of the Literature. GebFra. 2013 Nov;73(11):1107-1111
Herr D, Bekes I, Wulff C
(See online at https://dx.doi.org/10.1055/s-0033-1351032) - Regulation of endothelial permeability in the primate corpora lutea: implications for ovarian hyperstimulation syndrome. Reproduction. 2015 Feb;149(2):R71-9
Herr D, Bekes I, Wulff C
(See online at https://doi.org/10.1530/REP-13-0296) - Does VEGF facilitate local tumor growth and spread into the abdominal cavity by suppressing endothelial cell adhesion, thus increasing vascular peritoneal permeability followed by Aszites production in ovarian cancer? Molecular Cancer 2016 15:13
Bekes I, Friedl T., Köhler T, Möbus V, Janni W, Wöckel A, Wulff C
(See online at https://doi.org/10.1186/s12943-016-0497-3) - Slit2/Robo4 Signalling: Potential for a VEGF-antagonistic Pathway in Regulation of Luteal Permeability. GebFra 2017 Jan;77(1):73-80
Bekes I, Haunerdinger V , Sauter R, Holzheu I, Janni W, Wöckel A, Wulff C
(See online at https://doi.org/10.1055/s-0042-113461)
