Das Verständnis der Arterioskleroseentstehung und Progression ist auch heute noch unvollständig. Obwohl verschiedene Risikofaktoren identifiziert wurden, ist deren molekularbiologische Konsequenz nicht immer geklärt. Die Migration und Proliferation von Monozyten wird in allen Stadien der Arterioskleroseentstehung beobachtet. Das Urokinase Plasminogen Aktivator System und insbesondere der uPAR sind unmittelbar an Zellproliferations- und Migrationsprozessen beteiligt. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss unterschiedlicher freier Fettsäuren auf die Expression des uPAR in der humanen Monozyten/Makrophagenzellinie U937 sowie in vivo untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die alleinige Ausdifferenzierung der Monozyten zu Makrophagen die Expression des uPAR deutlich steigert. Die untersuchten Fettsäuren steigern diesen Effekt zusätzlich. Interessant war die Beobachtung, dass die einfach ungesättigte Ölsäure gegenüber allen anderen untersuchten Fettsäuren zu einer signifikant geringeren Expressionssteigerung des uPAR führt. Durch den Einsatz spezifischer Inhibitoren wurde versucht, die dabei aktivierten Signalkaskaden zu identifizieren. Der PKC-Signalweg wurde mittels GF 109203 X gehemmt. Das Resultat dieser Hemmung war eine starke Reduktion der basalen uPAR-Expression. Die durch Fettsäuren induzierte Heraufregulation von uPAR war jedoch weiterhin nachweisbar. Auch nach Hemmung des p38 MAPK Signalweges mittels SB 202190 konnte eine starke Reduktion der basalen uPAR-Expression beobachtet werden. Interessanterweise konnte bei diesem Experiment durch Substitution der gesättigten Fettsäure Palmitat keine Steigerung der uPAR-Expression verzeichnet werden. Peroxisome Proliferator Activated Receptors (PPAR´s) regulieren Genexpression nachdem sie Liganden gebunden habe. Thiazolidindione sind synthetische Liganden für PPARγ. Neben ihrer insulinsensibilisierenden Wirkung werden ihnen antiatherogene Eigenschaften nachgesagt. Die durch Palmitat erzeugte uPAR-Stimulation konnte durch Applikation von Rosiglitazon in therapeutischer Dosis gehemmt werden. Palmitat fühte in ausdifferenzierten Monozyten zu einer signifikanten Suppression von PGC1 und PPARγ. Nach den Ergebnissen der vorliegenden Arbeit könnte uPAR transkriptionell durch PPARγ reguliert werden. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass erhöhte freie Fettsäuren, welche zum Beispiel im Rahmen des Metabolischen Syndroms zu beabachten sind, in vitro die Bildung des Urokinase Typ Plasminogen Aktivator Rezeptor in Monozyten/Makrophagen begünstigt und darüber potentiell ihr invasives Potential erhöht. Die beobachtete Hochregulation von uPAR durch freie Fettsäuren könnte somit einen wichtigen Link zwischen Metabolischen Syndrom und Atheroskleroseentstehung darstellen. Die beobachtete Modifikation dieser Regulation unter dem Einfluss des Thiazolidinediones Rosiglitazon stellt einen neuen plausiblen Mechanismus dar über den die Thiozolidinedione Fettsäure-spezifischen Effekten entgegenwirken könnten.
Attachment of circulating blood monocytes to the vessel wall is one of the key events in the pathogenesis of atherosclerosis. The urokinase plasminogen activator system with its receptor uPAR is highly associated with the migratory potential of different cell types including macrophages. Besides other known risk factors of atherosclerosis macronutrients are often postulated to play a role in initiating atherosclerosis. Here we demonstrate that free fatty acids (FFA) can promote the expression for uPAR in the PMA- differentiated human monocyte/macrophage-like cell line U937. 200µM palmitate (bound to BSA 0.5%) induced a 3fold increase of the uPAR mRNA expression. Although the mono- and polyunsaturated fatty acids oleate and linoleate also stimulated uPAR-expression, oleate had a significantly lower effect than palmitate. The observed effects were time and dose dependent. Inhibition of PKC-and ERK-pathways resulted in a strong down-regulation of basale uPAR- expression whereas the FFA induced up regulation remained unchanged. In contrast, FFA induced uPAR up-regulation was abolished by the specific inhibition of p38 MAPK. In conclusion we demonstrate that uPAR expression in human monocyte derived macrophage cell line U937 is differentially stimulated by prolonged (48hr) exposure to different FFAs. These effects are partially mediated by the p38 MAP-Kinase signalling pathway. The FFA induced uPAR expression links impaired fat metabolism to the development of atherosclerosis.
