Untersuchungen zum ABCA1-/ABCG1-vermittelten Cholesterin-Efflux in humanen Kontroll- und Tangierfibroblasten

Abstract

Die Bildung der High Density Lipoproteine (HDL) und der reverse Cholesterin-Transport sind von großer klinischer Bedeutung. Eine niedrige HDL-Plasmakonzentration gehört zu den wichtigsten kardiovaskulären Risikofaktoren. Bei der HDL-Bildung spielen die ABC-Transporter A1 und G1 (ABCA1- und ABCG1), die den Cholesterin-Efflux aus der Zelle zu den HDL vermitteln, eine essentielle Rolle. Die ABCA1- und ABCG1-Expression, -Funktion und -Regulation sind daher für das Verständnis der verschiedenen Formen von HDL-Defiziten und ihrer möglichen Atherogenität unverzichtbar. In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression von ABCA1 und ABCG1 in humanen Kontrollfibroblasten und Tangier-Fibroblasten verglichen. Die Bestimmung der mRNA-Expression erfolgte mittels Real-Time-PCR, die Bestimmung der Proteinexpression mittels Western-Blot. Bei der Tangier-Krankheit sind verschiedene Mutationen im ABCA1-Gen als ursächlich beschrieben. Tangier-Fibroblasten mit einer geringen ABCA1-Restaktivität (Punktmutation im Exon 19, klinisch milder Phänotyp mit geringer Arteriosklerose) zeigten eine gesteigerte ABCA1- und ABCG1-Expression. Dagegen zeigten Tangier-Fibroblasten mit einem funktionalen ABCA1-Knockout (Nonsense-Mutation in Exon 13, klinisch schwerer Phänotyp mit schwerer Arteriosklerose) eine verminderte Expression beider Transporter. Ein verstärkte ABCA1- und ABCG1-Expression in Tangier-Fibroblasten mit ABCA1-Restaktivität kann somit eine verminderte ABCA1-Aktivität zumindest teilweise ausgleichen und den milderen Phänotyp in betroffenen Patienten mit erklären. Zudem deuten die Ergebnisse auf eine koordinierte Regulation der Expression der beiden ABC-Transporterproteine hin.

The formation of high density lipoproteins (HDL) and the reverse cholesterol transport are of immense clinical importance. A low HDL plasma concentration promotes atherogenesis and therefore is one of the most important cardiovascular risk factors. The ABC transporters A1 and G1 (ABCA1 and ABCG1), which mediate the cholesterol efflux from the cell to the HDL, play an essential role in HDL formation. Therefore, ABCA1 and ABCG1 expression, function and regulation are essential for understanding the various forms of HDL deficits and their possible atherogenicity. In the present thesis the expression of ABCA1 and ABCG1 in human control fibroblasts and Tangier fibroblasts was compared. The mRNA expression was analyzed through real-time PCR, the protein expression via Western blotting. Tangier disease is characterized by various mutations in the ABCA1 gene. In this thesis Tangier disease served as a model disease for a severe form of HDL deficiency. In Tangier fibroblasts with low residual ABCA1 activity (point mutation in exon 19, clinically mild phenotype with low arteriosclerosis) an increased ABCA1 and ABCG1 expression was found. In contrast, Tangier fibroblasts with a functional ABCA1 knockout (nonsense mutation in Exon 13, clinically severe phenotype with severe arteriosclerosis) showed a reduced expression of both transporters. An increased ABCA1 and ABCG1 expression in Tangier fibroblasts seems to at least partially compensate for decreased ABCA1 activity and to explain the milder phenotype (low arteriosclerosis) in affected patients. In addition, the results show a regulatory relationship in that both transporters in Tangier fibroblasts are regulated up or down at the same time. The parallel occurrence of increased or decreased levels of both transporters points to a coordinated regulation of the expression of the two proteins.