Klinische Manifestationen der Atherosklerose (z.B. Myokardinfarkt, Schlaganfall) stellen weltweit die häufigste Todesursache dar. Die Atherosklerose ist eine chronisch entzündliche Erkrankung der arteriellen Gefäße an deren Pathogenese u.a. eine Akkumulation von Makrophagen in der Gefäßwand und eine Dysregulation des Ubiquitin-Proteasom-Systems mit gestörter Proteinhomöostase beteiligt sind. Makrophagen exprimieren als Proteasom-Subtyp hauptsächlich Immunoproteasom mit der katalytischen LMP7-Untereinheit. Der LMP7-Untereinheit werden eine besondere Rolle bei der Elimination beschädigter Proteine unter oxidativem Stress, sowie ein Einfluss auf inflammatorische Prozesse zugeordnet. Die vorliegende Arbeit untersucht daher die Auswirkungen einer LMP7-Defizienz in murinen Makrophagen auf Atherosklerose-assoziierte Prozesse. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine LMP7-Defizienz keinen relevanten Einfluss auf die Reifung und Polarisation von Makrophagen hat. Eine vermehrte Akkumulation von poly-ubiquitinierten Proteinen oder ein vermindertes Zellüberleben unter oxidativem oder inflammatorischen Stress konnte in den LMP7-defizienten Makrophagen nicht nachgewiesen werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Zusammensetzung des 26S Proteasoms in Makrophagen verändert ist. In der Messung der proteolytischen Aktivität der LMP7-defizienten Makrophagen konnten, hinsichtlich der Chymotrypsin-ähnlichen, Trypsin-ähnlichen, und Caspase-ähnlichen-Aktivität, keine Unterschiede zu LMP7-suffizienten Makrophagen festgestellt werden. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen, dass eine Defizienz der LMP7-Untereinheit keine nachteiligen Auswirkungen auf relevante, mit der Pathogenese der Atherosklerose assoziierten, Funktionen von Makrophagen hat. Durch den Einbau der β5-Untereinheit in konstitutives Proteasom und Intermediärproteasom, bleibt die proteolytische Aktivität der LMP7-defizienten Makrophagen erhalten. Eine von vorausgehenden Studien postulierte Schlüsselrolle der LMP7-Untereinheit für die Proteinhomöostase unter oxidativem Stress konnte im Modell der genetischen LMP7-Defizienz für Makrophagen nicht bestätigt werden.
Clinical manifestations of atherosclerosis (i.e. myocardial infarction or stroke) are the most common cause of death worldwide. Atherosclerosis represents a chronic inflammatory disease of the arterial wall. Its pathogenesis comprises an accumulation of macrophages in the arterial wall and an impairment of the UPS. Macrophages mainly express immunoproteasome, a subtype with LMP7 as a catalytic subunit. The LMP7 subunit is involved in the regulation of inflammatory processes, however, the exact role of the LMP7 subunit is still under investigation. Recent studies highlighted the importance of the LMP7 subunit for protein homeostasis under cytokine induced oxidative stress. By using a LMP7 deficient model, the present work aimed to investigate the impact of LMP7-deficiency on atherosclerosis associated processes in murine macrophages. The in vitro maturation and polarization of macrophages was not affected by LMP7-deficiency. There was no accumulation of poly-ubiquinated proteins or differences in cell viability after hydrogen peroxide treatment and IFN-γ stimulation detectable between LMP7-deficient and LMP7-sufficient macrophages. LMP7-deficiency in macrophages led to an incorporation of the corresponding β5 subunit into a pool of proteasomes consisting of constitutive proteasomes and intermediate proteasomes. However, substrate turnover for chymotrypsin-like, caspase-like and trypsin-like activity in this pool of proteasomes in LMP7-deficient macrophages was similar to LMP7-sufficient macrophages. In conclusion, the results show that LMP7-deficiency in macrophages has no major impact on important atherosclerosis-related processes. In LMP7-deficient macrophages incorporation of the corresponding β5 subunit into a pool of constitutive and intermediate proteasoms seems to preserve proteolytic activity. Taken together, these findings do not support the hypothesis that LMP7-deficiency alters protein homeostasis in cytokine induced oxidative stress.
