Expressionsanalyse immunoproteasomaler Untereinheiten nach Stimulation von Makrophagen, glatten Muskelzellen und Endothelzellen mit atheroskleroserelevanten Mediatoren

Abstract

Atherosklerose wird als eine multifaktoriell bedingte, chronische Inflammation der Gefäßwand verstanden. Das Ubiqutin Proteasom System (UPS) ist nicht nur der Hauptdegradationsweg inrazellulärer Proteine, sondern auch entscheidend beteiligt an der Regulation einer Vielzahl zellulärer Vorgänge. Neben dem konstitutiven 26S Proteasom existiert eine weitere, induzierbare Form des Proteasoms, das Immunoproteasom. Immunoproteasomen zeigen eine hohe Grundexpression in immunologisch relevanten Zellen, während sie in nichtimmunologischen Geweben basal sehr niedrig exprimiert sind, jedoch durch Zytokine induziert werden können. Wichtige, vom UPS beeinflusste Prozesse wie Inflammation, Proliferation, Zellzyklus und Apoptose sind auch von zentraler Bedeutung für die Initiation und Progression der Atherosklerose. Erste experimentelle Daten lassen vermuten, dass das UPS an den pathopyhsiologischen Prozessen der Atherogenese beteiligt ist. Darüber hinaus könnte eine eigenständige Bedeutung, unabhängig vom konstitutiven Proteasom für das Immunoproteasom vermutet werden. In der vorliegenden Arbeit wurden die Grundexpression und die Induzierbarkeit von immunoproteasomalen Untereinheiten in Endothelzellen, Makrophagen und vaskulären glatten Muskelzellen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass in diesen für die Atherosklerose wichtigen Zelltypen Immunoproteasomen neben IFN auch durch TNF-alpha induzierbar sind. Für weitere proinflammatorische Zytokine (IL-1-beta, IL-12, IL-18) sowie oxidativ modifiziertes LDL (oxLDL) konnte keine Beeinflussung der Expression immunoproteasomaler Untereinheiten gezeigt werden. Die vorliegende Arbeit bestätigt IFN und TNF-alpha als potente Regulatoren der immunoproteasomalen Expression und zeigt, dass IL-1-beta, IL-12, IL-18 und oxLDL keinen Einfluss auf die Expression immunoproteasomaler Untereinheiten ausüben.

Atherosclerosis is a consequence of oxidative stress and chronic inflammation of the vessel wall. The Ubiquitin Proteasome System (UPS) is not only the main degradation pathway of intracellular proteins but is also important for the regulation of many cellular processes. There are two types of proteasomes: the constitutive 26S type and an inducible type known as the immunoproteasome. Immunoproteasomes show high basic expression in immunologically relevant cells and can be induced by cytokines in non-immunologic tissues. Important processes influenced by the UPS such as inflammation and immunresponse, proliferation, cell cycle and apoptosis are of central importance in the initiation and progression of atherosclerosis. First experimental data suggest that the UPS is involved in pathophysiological processes of atherosclerosis. Furthermore a distinct role of the immunoproteasome, independent of the constitutive proteasome could be suggested. This study examines the basic expression and inducibility of immunoproteasomal subunits in endothelial cells, macrophages and vascular smooth muscle cells. I show that in cell types most relevant to atherosclerosis, immunoproteasomes can be induced not only by IFN but also by TNF-alpha. Other proinflammatory cytokines (IL-1-beta, IL-12, IL-18) as well as oxidatively modified LDL (oxLDL) had no effect on the expression of immunoproteasomal subunits. This study confirms IFN and TNF- alpha as potent regulators of immunoproteasomal expression and shows that IL-1-beta, IL-12, IL-18 and oxLDL have no influence on the expression of immunoproteasomal subunits.