VEGF wird einer Vielzahl von Zellen produziert (z.B. endotheliale und epitheliale Zellen) und spielt eine wichtige Rolle bei vielen Prozessen. Er aktiviert zwei tyrosinkinaserezeptoren: VEGF-Rezeptor-1 (VEGFR-1, FLT1) und VEGF-Rezeptor-2 (VEGFR-2, FLK/KDR). Die meisten bekannten VEGF-Effekte (z.B. Proliferation und Migration von endothelialen Zellen) sind durch VEGFR-2 vermittelt. Über die Funktion von FLT1 ist bislang weniger bekannt. FLT1 moduliert die VEGF-Wirkung am FLK-Rezeptor indem es den freien, aktiven Wachstumsfaktor bindet. Es existieren zwei Splicevarianten des FLT1-Rezeptors, den membranständigen Rezeptor, sowie eine lösliche Isoform (sFLT-1). Bei enthalten eine höher-affine VEGF-Bindungsstelle als FLK. FLT1 wird nicht nur in endothelialen Zellen, sondern auch auf Leukozyten und auf verschiedenen epithelialen Zellen exprimiert. Es scheint Einfluß auf die Funktion von Makrophagen zu nehmen und spielt ein Rolle bei der Pathogenese entzündlicher und maligner Erkrankungen sowie der Atherosklerose. Das Ziel meiner Doktorarbeit war es, ein besseres Verständnis in die Funktion und Regulation des FLT1-Rezeptors zu erhalten. Hierzu untersuchte ich den Einfluß von FLT1 und sFLT1 auf die Pathogenese der Präeklampsie, einer Erkrankung der Schwangeren. Aktuelle Studien beschrieben eine übermäßige Ausschüttung von sFLT1 bei präeklamptischen Frauen, die durch den hemmenden Einfluß auf die Aktivität von VEGF und dem Plazentaren Wachstumsfaktor (PlGF) zur Pathogenese der Präeklampsie führen könnte. Ich konnte zeigen, dass die übermäßige Ausschüttung von sFLT1 aktivierte Neutrophile Granulozyten von präeklamptischen Schwangeren davon abhält, auf ein VEGF-Signal vermehrt zu migrieren, da FLT1 und sFLT1 in den Neutrophilen Granulozyten präeklamptischer Frauen niedriger exprimiert werden. Im Gegensatz hierzu waren die Serum- Konzentrationen von sFLT1 bei präeklamptischen Patientinnen erhöht, wodurch eine VEGF-gesteuerte FLT1-Heraufregulation in Neutrophilen Granulozyten verhindert wurde. Die VEGF-abhängige Expression des FLT1-Rezeptors war Promotorgesteuert. Die Aktivität des FLT1-Promotors war durch sFLT1 vermindert. Weitere in-vitro-Experimente zeigten, dass die Migraton der Neutrophilen Granulozyten durch VEGF reguliert wurde und überschießende Serumkonzentrationen von sFLT1 dies verhinderten. Die VEGF-abhängige Migration von Neutrophilen Granulozyten ist bei Patientinnen mit einer Präeklampsie folglich in Folge der überschießenden sFLT1-Ausschüttung vermindert. Diese Ergebnisse führten dazu, dass ich mehr über die transkriptionelle Regulation von FLT1 und den Einfluß genetischer Varianten erfahren wollte. Ich fand einen SNP mit einem Basenpaarausausch von C nach T, der bei ca. 6% der untersuchten Individuen vorlag. Der SNP lag in einer vermeintlichen P53-Bindungsstelle. Nur der Promotor mit dem T SNP (FLT1-T) reagierte auf P53-Stimulation in Reportergenanalysen oder wenn die endogene Genexpression in Zelllinien mit unterschiedlichem SNP-Status untersucht wurde. Die recht seltene FLT1-T-Variante verbindet dieses Gen mit dem großen Netzwerk, das durch den Transkriptionsregulator P53, einen Tumorsuppressor, der eine Rolle in vielen Stressreaktionen spielt, koordiniert wird. Zusammenfassend konnte ich zeigen, dass die FLT1-Expression in hohem Maße von der Promotoraktivität abhängt und hierdurch eine Vielzahl von Prozessen des Gefäßsystems beeinflußt werden.
VEGF and its isoforms are produced by a variety of cells, e.g. endothelial and epithelial cells, in different tissues and play an important role for many processes within the vascular system by activating two tyrosinkinase receptors: VEGF-receptor-1 (VEGFR-1, FLT1) and VEGF-receptor-2 (VEGFR-2, FLK/KDR). Up to now, most of the effects (e.g. proliferation and migration of endothelial cells) by VEGF are referred to the activity of VEGFR-2, whereas the function of FLT1 is less clear. It is reported that FLT1 is able to modulate signalling of VEGF through FLK by sequestering VEGF, because its mRNA is alternatively spliced to encode both a full-length receptor tyrosine kinase and a soluble isoform (sFlt-1) that contain a higher affinity VEGF–binding domain than FLK. FLT1, which is not only expressed on endothelial cells but also on leukocytes and different epithelial cells, seems to promote the function of macrophages, inflammatory diseases, cancer metastasis, and atherosclerosis via its kinase activity. The aim of my dissertation was to shed more light into the function and regulation of FLT1. Therefore, I studied the influence of FLT1 and sFLT1 on the pathogenesis of preeclampsia a pregnancy-associated disease, because recent studies have suggested that excess secretion of sFLT1 may contribute to the pathogenesis of preeclampsia by antagonizing VEGF and placental growth factor (PlGF). Here, I was able to demonstrate that excess of sFLT-1 seems to prevent activated neutrophils from women with preeclampsia from additional migration by VEGF, because preeclamptic women expressed lower FLT-1 and sFLT-1 in neutrophils. In contrast, serum levels of sFLT-1 in patients with preeclampsia were increased and, therefore, inhibited upregulation of FLT-1 in neutrophils by neutralizing VEGF. VEGF-dependent FLT-1 expression was regulated by changing FLT-1-promoter activity. Promoter activity was decreased by sFLT-1. Further in vitro experiments demonstrated that migration of neutrophils is regulated by VEGF via FLT-1 and excess of sFLT-1. Thus, VEGF-dependent migration of neutrophils is decreased during preeclampsia as a consequence of excess circulating sFlt1. These data stimulated me to understand more the transcriptional regulation of FLT1 and its genetic variation. I identified a C-to-T SNP upstream of the transcriptional start site in approximately 6% of the people examined. The SNP is located within a putative p53 response element. Only the promoter with the T SNP (FLT1-T) was responsive to p53 when examined with reporter assays or by endogenous gene expression analysis in cell lines with different SNP status. The infrequent FLT1-T variant results in the inclusion of this gene into the network coordinated by the master transcription regulator p53, a tumor suppressor gene that is highly responsive to a variety of stress conditions. In summary, I was able to show that FLT1 expression is highly regulated by its promoter activity and, thereby, gains influence on many processes within the vascular system.
