Isolation and identification of the enzyme synthesising Up4A from endothelial cells and isolation, identification, and characterization of further "endothelial-derived vasoconstrictive factors" (EDCF)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Projektes wurde die Bildung und Wirkung von Dinukleosidpolyphosphaten im vaskulären System untersucht. Die Ziele des Projektes waren (1) die Identifikation des synthetisierenden Enzyms für Dinukleosidpolyphosphate, (2) die Identifikation und Charakterisierung von vasoregulatorischen Mediatoren im endothelialen Sekretom sowei deren (3) die Aufreinigung und Synthese und schließlich (4) die Charakterisierung von physiologischen und pathophysiologischen Effekten. Diese Fragestellungen konnten im Projektverlauf erfolgreich bearbeitet und publiziert werden. Es konnte erstmals gezeigt werden, dass der "vascular endothelial growth factor receptor" 2 (VEGFR2) an der Synsthese von Dinukleosidpolyphosphaten in Endothelzellen beteiligt ist. Anhand verschiedener sequentieller chromatographischer Aufreinigungsschritte der Proteinfraktion von Endothelzellen und anschließender Messung der Synthesefunktion der Dinukleosidpolyphosphate, konnte der VEGFR2 identifiziert werden. Weiterführende Untersuchungen sollen nun zeigen, wie und warum der Rezeptor diese Synsthesefunktion übernimmt. Nach der Identifikation von Uridin-Adenosin-Tetraphosphat (Up4A) im humanen Serum wurden dessen vasokonstriktive/-dilatatorische Wirkung im physiologischen Modell charakterisiert. Außerdem konnte gezeigt werden, das Up4A über P2Y-mediierte Signale in glatten Gefäßmuskelzellen proliferative, migratorische und inflammatorische Prozesse reguliert. Up4A hat pro-inflammatorische Eigenschaften in glatten Gefäßmuskelzellen (VSMCs), indem die Produktion und Sekretion des Chemokins "monocyte chemoattractant protein-1" (MCP-1) stimuliert wird. MCP-1 ist in die Rekrutierung und Transmigration von Monozyten in der frühen Phase der Atherogenese involviert. Proliferation und Migration, essentielle Prozesse zur Ausbildung der fibrotischen Kappe in späteren Phasen der Atherogenese, werden ebenfalls durch Up4A reguliert. Am Beispiel von Up4A konnte erstmals gezeigt werden, dass neben pro-atherosklerotischen auch pro-arteriogene Prozesse durch Dinukleotide reguliert werden können. Die Mineralisierung von glatten Gefäßmuskelzellen wird durch Up4A Stimulation verstärkt. Neben Up4A konnte Diuridin-Tetraphosphat (Up4U) identifiziert und charakterisiert werden. Up4U ist ein potenter Mediator angiogener Prozessen in Endothelzellen und stimuliert die Proliferation vaskulärer Zellen. Sowohl Up4A als auch Up4U konnte im Sekretom von Endothelzellen sowie im humanen Plasma nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde Adenosintetraphosphat (Ap4) als bislang stärkster endothelial-sezernierter purinerger Vasokonstriktor identifiziert und charakterisiert. Die Erkenntnisse unterstreichen die Rolle purinerger Rezeptoren im vaskulären System auch über die vasodilativen/-konstriktiven Eigenschaften hinaus.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Adenosine 5'-Tetraphosphate Is a Highly Potent Purinergic Endothelium-Derived Vasoconstrictor. Circ Res 2008; 103: 1100 – 1108
Tolle M, Jankowski V, Schuchardt M, Wiedon A, Huang T, Hub F, Kowalska J, Jemielity J, Guranowski A, Loddenkemper C, Zidek W, Jankowski J, van der Giet M
- Adenosine 5´-tetraphosphate is a highly potent purinergic endothelium-derived vasoconstrictor. Circ Res 2008; 103:1100-8
Tölle M, Jankowski V, Schuchardt M, Wiedon A, Huang T, Hub F, Kowalska J, Jemielity J, Guranowski A, Loddenkemper C, Zidek W, Jankowski J, van der Giet M
- Dinucleotide polyphosphates contribute to purinergic signaling via inhihbition of adenylate kinase activity. Biosci. Rep. 2008; 28: 189-194
Yegutkin GG, Jankowski J, Jalkanen S, Günthner T, Zidek W, Jankowski V
- Increased uridine adenosine tetraphosphate concentrations in plasma of juvenile hypertensives. Arteriosclerosis, Thrombosis, Vascular Biology 2008; 27: 1776 – 1781
Jankowski V, Meyer AA, Schlattmann, P, Gui Y, Zheng X, Stamcou I, Radtke K, Tran T, van der Giet M, Tölle M, Zidek W, Jankowski J
- Up4A stimulates endothelium-independent contraction of isolated rat pulmonary artery. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2008; 194: L733-L738
Gui Y, Walsh MP, Jankowski V, Jankowski J, Zheng XL
- Uridine adenosine tetraphosphate acts as an autocrine hormone affecting glomerular filtrations rate. Journal of Molecular Medicine 2008; 86: 333-340
Jankowski V, Patzak A, Herget-Rosenthal S, Tran Tn, Lai EY, Günthner T, Buschmann I, Zidek W, Jankowski J
- Dinucleoside polyphosphates and uremia. Semin Dial. 2009; 22:396-9
Jankowski V, Günthner T, Herge-Rosenthal S, Zidek W, Jankowski J
- Dinucleoside polyphosphates: strong endogenous agonists of the purinergic system. Br J Pharmacol. 2009; 157:1142-53
Jankowski V, van der Giet M, Mischak H, Morgan M, Zidek W, Jankowski J
- Differential effects of uridine adenosine tetraphosphate on purinoceptors in the rat isolated perfused kidney. Br J Pharmacol. 2010;161:530-540
Tolle M, Schuchardt M, Wiedon A, Huang T, Klockel L, Jankowski J, Jankowski V, Zidek W, van der Giet M
- The endothelium-derived contracting factor uridine adenosine tetraphosphate induces p2y(2)-mediated pro-inflammatory signaling by monocyte chemoattractant protein-1 formation. J Mol Med (Berl). 2011;89:799-810
Schuchardt M, Prufer J, Prufer N, Wiedon A, Huang T, Chebli M, Jankowski V, Jankowski J, Schafer- Korting M, Zidek W, van der Giet M, Tolle M
- P2Y purinoceptors as potential emerging therapeutical target in vascular disease. Curr Pharm Des. 2012; 18:6169-80
Schuchardt M, Tölle M, van der Giet M
(Siehe online unter https://doi.org/10.2174/138161212803582504) - Uridine adenosine tetraphosphate (up4a) is a strong inductor of smooth muscle cell migration via activation of the p2y2 receptor and cross-communication to the pdgf receptor. Biochem Biophys Res Commun. 2012;417:1035-1040
Wiedon A, Tolle M, Bastine J, Schuchardt M, Huang T, Jankowski V, Jankowski J, Zidek W, van der Giet M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2011.12.088) - Uridine adenosine tetraphosphate activation of the purinergic receptor p2y enhances in vitro vascular calcification. Kidney Int. 2012;81:256-265
Schuchardt M, Tolle M, Prufer J, Prufer N, Huang T, Jankowski V, Jankowski J, Zidek W, van der Giet M
(Siehe online unter https://doi.org/10.1038/ki.2011.326) - Identification of a potent endothelium-derived angiogenic factor. PLOS One. 2013
Jankowski V, Tölle M, Tran TNA, van der Giet M, Schuchardt M, Lehmann K, Janke D, Flick B, Ortis A, Sanchez NMD, Zidek W. Jankowski J
(Siehe online unter https://doi.org/10.1371/journal.pone.0068575) - The enzymatic activity of the VEGFR2-receptor for the biosynthesis of dinucleoside polyphosphates. J Mol Med (Berl). 2013
Jankowski V, Schulz A, Kretschmer A, Mischak H, Boehringer F, van der Giet M, Janke D, Schuchardt M, Herwig R, Zidek W. Jankowski J
- Highly sensitive, selective and rapid LC-MS method for simultaneous quantification of diadenosine polyphosphates in human plasma. J Chrom (2014) (Epub ahead of print)
Schulz A, Jankowski V, Zidek W, Jankowski J
(Siehe online unter https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2014.05.018)
