Phänotypische Modulation glatter Gefäßmuskelzellen: Die Bedeutung der Serin-Protease Thrombin für die Differenzierung neonataler glatter Gefäßmuskelzellen

Abstract

Während der Pathogenese von Atherosklerose in vivo verändern glatte Gefäßmuskelzellen ihren kontraktilen Phänotyp hin zu einem proliferativen Phänotyp. Da wir nachweisen konnten, dass derartig de-differenzierte Zellen in der Lage sind wieder in einen kontraktilen Funktionszustand zu re- differenzieren, versuchten wir die daran beteiligten Signalwege zu identifizieren die in einer gesteigerten Expression kontraktiler Proteine in neonatalen glatten Gefäßmuskelzellen resultieren. In vitro, induziert Thrombin eine Hochregulierung des für glatte Gefäßmuskelzellen spezifischen kontraktilen Proteins smooth muscle myosin heavy-chain (SM-MHC). Die Kotransfektion des SM-MHC-Promotor-Chloramphenicol-Acetyltransferase- Konstruktes mit dominant negativem N17Ras oder N17Raf sowie die Behandlung mit dem MAP-Kinase-Kinase- (MEK) Inhibitor PD 98059 verringerte in kultivierten neonatalen glatten Gefäßmuskelzellen der Ratte konzentrationsabhängig die Thrombin-induzierte SM-MHC Promotor Aktivität. Weiterhin konnten wir zeigen, dass die Inhibition der Proteinkinase C, der Non-Rezeptor Protein-Tyrosin- Kinase Src und des EGF-Rezeptors eine ERK-Phosphorylierung und eine nachfolgende SM-MHC Promotor-Aktivierung verhindert konnten. Wir schließen daraus, dass die Rezeptor-vermittelte Differenzierung glatter Gefäßmuskelzellen angewiesen ist auf das Vorhandensein der Proteinkinase C, der zytosolischen Kinase Src, des EGF-Rezeptors sowie einer intakten Ras/Raf/MEK/ERK Signalkaskade.

In vivo, vascular smooth muscle (VSM) cells change their contractile phenotype towards a more proliferative phenotype during the pathogenesis of atherosclerosis. Because these dedifferentiated cells may gradually regain contractile functions, we aimed to identify signalling pathways that result in an increased expression of contractile proteins in VSM cells. In vitro, thrombin induced an upregulation of smooth muscle myosin heavy-chain (SM-MHC) in cultured neonatal rat VSM cells. Cotransfection of a SM-MHC-promoter chloramphenicol acetyltransferase-construct with dominant negative N17Ras or N17Raf or treatment with the mitogen-activated/ERK-activating kinase (MEK) inhibitor PD 98059 concentration-dependently decreased the thrombin-induced SM-MHC promoter activity. Furthermore we showed that inhibition of proteinkinase C, the non-receptor protein tyrosine kinase Src and epidermal growth factor receptor (EGFR) prevented an extracellular signal-regulated kinase (ERK) phosphorylation and subsequent SM-MHC promoter activation. We conclude that receptor-mediated differentiation of VSM cells requires PKC, Src, EGFR and an intact Ras/Raf/MEK/ERK signalling cascade.