dc.contributor.author
Ribeiro Carrao, Ana Catarina
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:42:27Z
dc.date.available
2009-06-09T11:22:37.636Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6330
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10529
dc.description.abstract
Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor (engl. granulocyte colony-
stimulating factor, G-CSF) ist ein bekanntes hämatopoetisches Zytokin, das die
Proliferation und Differenzierung neutrophiler Voläuferzellen fördert. Da
G-CSF den Verlauf ischämischer Myokardläsionen positiv beeinflussen kann,
wurde angenommen, dass dieser Effekt auf der Stimulation myokardialer
Anpassungsvorgänge ähnlich jener nach ischämischer Präkonditionierung beruht.
Entsprechend wurde die Hypothese aufgestellt, dass G-CSF in einem Modell
repetitiver episodischer Ischämie (RI) in der Ratte koronares
Kollateralwachstum (engl. coronary collateral growth, CCG) stimulieren würde.
Einzelne Versuchstiergruppen wurden dafür repetitiven Episoden einer 40
Sekunden andauernden Okklusion des Ramus interventricularis anterior der
linken Koronorarterie (engl. left anterior descending coronary artery, LAD)
ausgesetzt, die für eine Dauer von insgesamt 5 Tagen drei mal pro Tag für 2h
20min alle 20 Minuten wiederholt wurden. CCG wurde dann vom von Kollateralen
abhängigen Blutfluss, d.h. vom mit Hilfe von Neutronen-aktivierten-
Mikrosphären bestimmten Blutfluss im Strombahngebiet der LAD während der
Okklusion, hergeleitet und als Steigerung des Verhältnisses der Durchblutung
zwischen LAD- und nichtokkludierten Strombahngebieten von der ursprünglichen
Messung zu der Messung 5 Tage nach RI ausgedrückt. Unter RI führte die Gabe
von G-CSF (100 microg/kg/d, s.c.) zu gesteigertem CCG (0.47 +/- 0.15 versus
Vehikel 0.14 +/- 0.06, P<0.01). Überaschenderweise steigerte G-CSF ohne RI das
CCG (0.57 +/- 0.18, P<0.01 vs. Vehikel) wie G-CSF + RI. Da neutrophile
Granulozyten reichlich NADPH Oxidase und reaktive Sauerstoffspezies (engl.
reactive oxygen species, ROS) enthalten und letztere für das
Kollateralwachstum essentiell sind, wurde weiter angenommen, dass G-CSF die
Bildung von ROS stimuliert. Das Vorhandensein von ROS wurde dafür anhand der
Fluoreszenz von Dihydroethidin (DHE) überprüft, welches während zwei
konsekutiver ischämischer Episoden in den linken Ventrikel injiziert wurde.
DHE-Fluoreszenz war doppelt so stark in G-CSF + RI gegenüber Vehikel + RI
(P<0.01), und sogar noch höhere Werte wurden für G-CSF ohne RI gemessen
(P<0.01). Interessanterweise zeigten Immunfärbungen mit Myeloperoxidase als
spezifischem Neutrophilen-Marker, dass das DHE Signal nicht in Neutrophilen,
dafür aber in Kardiomyozyten lokalisiert war. Um eindeutig festzustellen, ob
G-CSF die ROS-Produktion in Kardiomyozyten stimuliert, studierten wir
isolierte Kardiomyozyten und fanden heraus, dass G-CSF die Produktion von ROS
und angiogenetischen Faktoren stimuliert, welche ihrerseits die Formation
tubulärer Strukturen durch koronare Endothelzellen (engl. human coronary
artery endothelial cells, HCAECs) fördern. Neben seinem Effekt auf neutrophile
Granulozyten fördert G-CSF also auch direkt die Produktion von ROS und
angiogenetischen Faktoren in Kardiomyozyten. Dieser direkte Einfluss von G-CSF
auf Kardiomyozyten unterstreicht die entscheidende Rolle dieses Zytokins in
der Auslösung adaptiver Mechanismen des Herzmuskels unter Ischämie,
einschließlich des Wachstums koronarer Kollateralen.
de
dc.description.abstract
Granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF) is a known hematopoietic
cytokine that promotes proliferation and differentiation of neutrophil
progenitors. Since G-CSF is recognized to ameliorate myocardial ischemic
injury, it was projected that this effect would translate into stimulating
myocardial adaptations similar to the ones promoted by ischemic
preconditioning. Accordingly, it was hypothesized that G-CSF stimulates
coronary collateral growth (CCG) in a rat model of repetitive episodic
ischemia (RI). Groups of animals were subjected to repetitive episodes of 40
sec left anterior descending coronary artery (LAD) occlusion every 20 min for
2h20min, 3 times/day for a total period of 5 days. CCG was deduced from
collateral-dependent flow, i.e., flow to LAD dependent-region determined with
neutron activated microspheres during occlusion, and expressed as the increase
in the ratio between collateral-dependent and normal zone flows from the
initial measurement to that of after 5 days of RI. Following RI, G-CSF
treatments (100 microg/Kg/day, s.c.) increased CCG (0.47 +/- 0.15 versus
vehicle 0.14 +/- 0.06, P<0.01). Surprisingly, G-CSF treatment without RI
increased CCG (0.57 +/- 0.18, P<0.01 vs. vehicle) equal to G-CSF + RI. Because
redox signalling is known to be critical for CCG and neutrophils are a rich
source of NADPH oxidase and reactive oxygen species (ROS), it was further
hypothesized that G-CSF stimulates production of ROS. ROS were evaluated by
dihydroethidine (DHE) fluorescence, which was injected in the left ventricle
(60 μg/kg) during two consecutive episodes of ischemia. DHE fluorescence was
double in G-CSF + RI vs. vehicle + RI (P<0.01), and even higher values were
found in G-CSF without RI stimulus (P<0.01). Interestingly, immunostaining
with a specific neutrophil marker, myeloperoxidase, showed that the DHE signal
did not localize in neutrophils but it appeared in cardiac myocytes. To
unequivocally determine if G-CSF stimulated ROS production in cardiac
myocytes, isolated cardiac myocytes were studied and it was found that the
cytokine stimulates the production of ROS and angiogenic factors that are able
to promote tube formation in human coronary artery endothelial cells (HCAECs).
In addition to affecting neutrophils, G-CSF directly targets cardiac myocytes
to produce ROS and angiogenic factors. This direct action of G-CSF in
cardiomyocytes shows how this cytokine plays a pivotal role in triggering
adaptations of the heart to ischemia including growth of the coronary
collaterals.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
collateral growth
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
A new insight on direct actions of Granulocyte-Colony Stimulating Factor in
the myocardium
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Petra Knaus
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Ivo Buschmann
dc.date.accepted
2009-06-04
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000010390-2
dc.title.translated
Eine neue Einsicht auf direkte Aktionen des Granulozyten-Kolonie-
stimulierenden Faktors im Myokard
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000010390
refubium.note.author
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FUDISS_derivate_000000005717
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