Geschlechtsspezifische Unterschiede in intrazellulären und sezernierten Zytokinen und Chemokinen in Endothelzellen der Nabelschnur (HUVEC)

Abstract

Hormone stellen eine wichtige Ursache für geschlechtsspezifische Unterschiede bei Herz-Kreislauferkrankungen und Erkrankungen des Immunsystems dar. Daneben werden aber auch zunehmend intrinsische geschlechtsspezifische Unterschiede auf zellulärer Ebene diskutiert. So wurde gezeigt, dass weibliche Zellen eine stärkere Expression immunrelevanter Gene aufweisen als männliche. Frauen besitzen gegenüber Männern ein aktiveres Immunsystem, was auch dazu führt, dass Frauen häufiger von Erkrankungen des Immunsystems betroffen sind. Zytokine und Chemokine vermitteln zahlreiche Prozesse immunbedingter und entzündlicher Erkrankungen. Daher sollte in dieser Arbeit überprüft werden, ob es geschlechtsspezifische Unterschiede in intrazellulären und sezernierten Zytokinen und Chemokinen bei Endothelzellen der Nabelschnur (HUVEC) gibt. Durch die Verwendung von HUVEC-Zellen können weitgehend hormonunabhängige geschlechtsspezifische Unterschiede untersucht werden. Mittels Zytokin- und Chemokinarrays konnten in dieser Arbeit geschlechtsspezifische Unterschiede nachgewiesen werden. Weibliche HUVEC sezernieren im Vergleich zu männlichen Zellen weniger Zytokine und Chemokine in Zellkulturüberstände. So wurden höhere Konzentrationen von IL-8 und MCP-1 in Zellkulturüberständen männlicher unbehandelter Zellen gemessen. Auch nach VEGF-Behandlung wurden höhere Konzentrationen von IL-8, MCP-1, Midkine, CXCL 16, IL-6 und C5/C5a in Zellkulturüberständen männlicher HUVEC nachgewiesen. Im Gegensatz dazu wurden intrazellulär mehr Zytokine und Chemokine (IL-8, GRO-α, Midkine, MIF, Serpin E1, IL-6, sICAM-1 und IL-1ra) in weiblichen unbehandelten HUVEC detektiert. Damit scheint es geschlechtsspezifische Unterschiede vor allem im Verhältnis sezernierter zu intrazellulären Zytokinen und Chemokinen zu geben. Die vorliegenden Ergebnisse verdeutlichen, dass Zellen intrinsische geschlechtsspezifische Unterschiede aufweisen und unterstreichen die Notwendigkeit das Geschlecht der Zellen zu berücksichtigen.

Hormones represent an important cause for sex-specific differences in cardiovascular and of diseases of the immune system. In addition, intrinsic sex differences at the cellular level are increasingly being discussed. It has been shown that female cells have a stronger expression of immune-related genes than male cells. Women possess a more active immune system compared to men, which manifests itself in the fact that women are more frequently affected by diseases of the immune system. Cytokines and chemokines mediate numerous processes of immune-related and inflammatory diseases. Therefore, this work aimed to investigate whether there are sex-specific differences in intracellular and secreted cytokines and chemokines in human umbilical cord endothelial cells (HUVEC). By using HUVEC cells as an established model in basic research, largely hormone-independent sex differences can be investigated. Cytokine and chemokine arrays have been used in this work to detect sex-specific differences. Female HUVEC secrete fewer cytokines and chemokines in cell culture supernatants compared with male cells. Thus, higher levels of IL-8 and MCP-1 were measured in cell culture supernatants of untreated male cells. Higher concentrations of IL-8, MCP-1, midkine, CXCL 16, IL-6, and C5/C5a were also detected in cell culture supernatants of male HUVEC after VEGF treatment. In contrast, more cytokines and chemokines (IL-8, GRO-α, midkine, MIF, serpin E1, IL-6, sICAM-1, and IL-1ra) were detected intracellularly in untreated female HUVEC. Thus, it has been shown that sex-specific differences exist in the ratio of secreted to intracellular cytokines and chemokines. The present results highlight that cells exhibit intrinsic sex differences and emphasize the need to consider the sex of the cells in basic research.