PML- und Smyd1-abhängige Regulationsmechanismen und Effekte bei inflammatorischen Reaktionen vaskulärer Endothelzellen

• Antragstellerin: Dr. Janine Berkholz
• Fachliche Zuordnung: Anatomie und Physiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 418689898

Endothelzellen (ECs) kleiden als einzellige Schicht das Lumen aller Lymph- und Blutgefäße aus. Funktionsverluste des Endothels sind potentiell lebensgefährlich. Sie können chronisch an bestimmten Lokalisationen wie bei Arteriosklerose auftreten, aber auch akut z.B. im Rahmen einer Sepsis generalisiert oder bei einem Ischämie-Reperfusions-Syndrom in einzelnen Organen vorkommen. In diesen an sich sehr unterschiedlichen pathologischen Situationen tragen inflammatorische Veränderungen des Endothels entscheidend zum Funktionsverlust der betroffenen Blutgefäße bei.In Vorarbeiten zum hier beantragten Projekt konnten Protein-Protein-Interaktionen zwischen Smyd1 (SET And MYND Domain Containing 1) und PML (Promyelocytic Leukemia Protein) und eine PML-abhängige SUMOylierung von Smyd1 in ECs gezeigt werden. Durch transfektionsinduzierte Überexpression von Smyd1 in ECs wurden auch PML und NFB vermehrt exprimiert. Der Effekt von Smyd1 auf die NFB-Expression scheint dabei durch die Histonmethyltransferase-Aktivität von Smyd1 verursacht zu sein. Überexpression von Smyd1 ebenso wie von PML führten in ECs zur Expression des MHC Klasse II-Transkriptionsfaktors CIITA. Eine gesteigerte endotheliale MHC Klasse II-Expression wird mit Autoimmunerkrankungen und endothelialer Dysfunktion in Verbindung gebracht. In ECs wurde durch Lipopolysaccharide die Expression von PML ebenso wie die von Smyd1 erhöht. Einen ähnlichen Effekt hatte Hypoxie. Dagegen fanden wir unter atherogenen Strömungsbedingungen eine verminderte PML- und Smyd1-Expression. Diese experimentellen Daten sprechen dafür, dass PML- und Smyd1 im Zusammenspiel einen Einfluss auf inflammatorische Reaktionen vaskulärer Endothelzellen haben.Im Rahmen des beantragten Projekts soll geklärt werden, welche Bedeutung PML und Smyd1, für inflammatorische Reaktionen vaskulärer Endothelzellen, für Blutgefäße und Organdurchblutung haben. Die inflammatorische Reaktion der ECs soll dazu experimentell durch Stimuli ausgelöst werden, wie sie für die Initiation der Arteriosklerose, der Sepsis und des Ischämie-Reperfusions-Syndroms typisch sind. Der systematische Vergleich dieser Stimulierungsprotokolle soll das Verständnis für Unterschiede und Ähnlichkeiten der untersuchten Endothelstörungen vertiefen. Es sollen zugrundeliegende zelluläre Wirkmechanismen identifiziert werden, die die transkriptionelle Regulation putativer Zielgene über Smyd1-abhängige Histonmodifikationen, die durch PML-Kernkörperchen gesteuerte SUMOylierung von Proteinen sowie Interaktionen beider Proteine einschließen. Folgen für Endothelzellfunktionen sollen experimentell quantifiziert werden. Zudem sollen durch die Analyse der gewonnenen experimentellen Daten sowie durch die Entwicklung von Smyd1-Inhibitoren und deren Abgleich mit kardiovaskulären Datenbanken translationale Ansätze vorbereitet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Andrea Volkamer