Molecular mechanisms controlling the expression of vascular NADPH oxidase as a possible target for therapeutic interventions

• Applicant: Professor Dr. Huige Li
• Subject Area: Pharmacology
• Term: from 2009 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 107560764

Verschiedene Formen von Herz-Kreislauf-Erkrankungen gehen mit vaskulär oxidativem Stress einher. Vaskuläre NADPH-Oxidasen bilden dabei eine prominente Quelle reaktiver Sauerstoff- Spezies im Gefäßsystem. Eine verstärkte Expression dieser NADPH-Oxidasen trägt signifikant zur Pathogenese von Herzkreislauferkrankungen bei. Interessanterweise scheinen bestimmte Pharmaka (z.B nicht-steroidale Antiphlogistika, NSAs) diese Pathophysiologie zu imitieren, indem sie ebenfalls NADPH-Oxidase heraufregulieren. Molekulare Mechanismen der Expressionskontrolle vaskulärer NADPH-Oxidasen sind jedoch kaum bekannt. Auch fehlen Therapieansätze, um die pathologisch gesteigerte NADPH-Oxidase-Expression zu vermindern. Wir haben in der Vergangenheit zeigen können, dass (i) die Expression vaskulärer NADPH-Oxidasen in Tiermodellen von Diabetes und der Hypertonie erhöht ist; (ii) ein Teil der kardiovaskulären Nebenwirkungen von NSAs sich ebenfalls auf eine Induktion vaskulärer NADPH-Oxidasen zurückführen lässt; (iii) Teile dieser Wirkungen durch PKC-Aktivierung vermittelt werden (wahrscheinlich unter Einschaltung weiterer Signalproteine). (vi) Auf der anderen Seite fanden wir, dass zwei natürlich vorkommende pentazyklische Triterpene, Ursolsäure und Betulinsäure, die Expression vaskulärer NADPHOxidasen vermindern. In dem hier beantragten Projekt sollen molekularen Mechanismen der Expressionskontrolle vaskulärer NADPH-Oxidasen untersucht werden. Die Experimente werden mit kultivierten Endothelzellen, glatte Muskelzellen und adventitialen Fibroblasten durchgeführt. Die Zellen werden behandelt mit Stimuli, die vaskuläre Pathophysiologie imitieren (hohe Glukosekonzentrationen, Angiotensin II, Tumornekrosefaktor-alpha, oder Interleukin-6). Auch NSAs und PKC-aktivierende Verbindungen sollen als Stimuli verwendet werden. Parallel sollen die molekularen Mechanismen der Herunterregulation von NADPH-Oxidase durch Ursolsäure und Betulinsäure untersucht werden. Cis-regulatorische Elemente und Transkriptionsfaktoren, die an der Aktivierung oder Hemmung von NADPH-Oxidase-Promotoren beteiligt sind, sollen identifiziert werden. Daneben sollen Mechanismen der mRNA-Stabilitätsregulation (u.a. AU-reiche Elemente und RNA-bindende Proteine) untersucht werden. Ergebnisse dieser Untersuchungen könnten der Entwicklung neuer Therapieansätze dienen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr. Ulrich Förstermann