Das primäre Ziel dieser Arbeit war es, die molekularbiologischen Ursachen des nicht-allergischen Angioödems zu untersuchen. Es ist bekannt, dass das nicht-allergische Angioödem durch einen erhöhten Bradykininspiegel verursacht wird, jedoch ist der genaue Signalweg noch unklar. Leider gibt es nur wenige Studien über Veränderungen der Bradykinin B2-Rezeptor-Expression im kardiovaskulären System. Über die Wirkung von Bradykinin auf die eNOS-Expression wurde bereits berichtet, aber bis zum Beginn meiner Arbeit hat keine Studie über die Wirkung von eNOS auf die B2-Rezeptorexpression berichtet. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des NO/cGMP-Signalweges auf Bradykinin B2-Rezeptoren untersucht. Eine Langzeit-Wirkung des NO/cGMP-Signalwegs auf die B2-Expression wurde in vivo in genetisch veränderten Mäusen untersucht. Der Mangel an eNOS-abgeleitetem NO im kardiovaskulären System wurde in eNOS-defizienten Mäusen untersucht, die Auswirkungen der erhöhten Aktivität der vaskulären eNOS wurden in Mäusen mit endothelspezifischer Überexpression von eNOS untersucht. Die Ergebnisse zeigten keine signifikanten Effekte von NO auf die Bradykinin B2-Rezeptorexpression. Um die akuten Effekte der Abwesenheit oder Aktivierung des NO/cGMP-Signalweges zu untersuchen, wurden Wildtyp (WT) Mäuse mit NOS-Inhibitoren oder NO-Donatoren entsprechend behandelt. Für In-vitro-Studien wurden porcine Aortenendothelzellen (PAEC) und porcine aortale glatte Muskelzellen mit NO-Donatoren oder PAEC mit NOS-Inhibitor behandelt. Auch in dieser Untersuchung wurden keine signifikanten Veränderungen der Bradykinin B2-Rezeptorexpression festgestellt. Bradykinin-inkubierte Endothelzellen zeigten ebenfalls keine signifikante Veränderung der Bradykinin B2-Expression. Zusätzlich wurde die Wirkung von Fibrinogen auf Bradykinin B2-Rezeptoren untersucht und es wurden keine signifikanten Veränderungen festgestellt. Diese Ergebnisse zeigten eine überraschende Stabilität der Bradykinin B2-Rezeptoren und keinen Hinweis auf die molekularbiologischen Ursachen, die das nicht-allergische Angioödem auslösen. Funktionstests des Bradykinin B2-Rezeptors in eNOS-defizienten und Wildtyp-Mäusen zeigten, dass Bradykinin eine Vasokonstriktion in der Aorta der eNOS-defizienten und Wildtyp-Maus induziert. Die Hemmung der Prostaglandinbildung zeigte, dass im Wildtyp diese Vasokonstriktion durch gleichzeitige Bildung von NO abgeschwächt wurde. Diese NO-abhängigen Veränderungen der Aortenverengung von Mäusen legen nahe, dass NO zwar wichtig für die B2-Rezeptorfunktion ist, aber keinen Einfluss auf die B2-Rezeptor Proteinexpression hat. Diese Mechanismen könnten Relevanz für die Bradykinin-vermittelten molekularbiologischen Ursachen des nicht-allergischen Angioödems haben.
The primary aim of this work was to investigate the molecular biological causes of non-allergic angioedema. It is known that non-allergic angioedema is caused by an increased level of bradykinin, however the exact signaling pathway is still unclear. Unfortunately, there are just few studies on changes in bradykinin B2 receptor expression in cardiovascular system. The effect of bradykinin on eNOS expression has already been reported, but until the beginning of my work no study has reported the effect of eNOS on B2 receptor expression. In this work the influence of NO/cGMP signaling pathway on bradykinin B2 receptors was investigated. A long-term effect of NO/cGMP signaling pathway on B2 expression was studied in vivo in genetically modified mice. Lack of eNOS-derived NO in cardiovascular system was studied in eNOS deficient mice, effects of increased activity of vascular eNOS were investigated in mice with endothelial-specific overexpression of eNOS. The results showed no significant effects of NO on bradykinin B2 receptor expression. To investigate acute effects of absence or activation of NO/cGMP signaling pathway, wild-type (WT) mice were treated with NOS inhibitors or NO donors accordingly. For in vitro studies porcine aortic endothelial cells (PAEC) and porcine aortic smooth muscle cells were treated with NO donors or PAEC with NOS inhibitor. Likewise, no significant changes of bradykinin B2 receptor expression could be detected in this investigation. Bradykinin-incubated endothelial cells also showed no significant change of bradykinin B2 expression. In addition, the effect of fibrinogen on bradykinin B2 receptors was also examined and no significant changes were detected. These results showed a surprising stability of bradykinin B2 receptors and no indication of the molecular biological causes that trigger non-allergic angioedema. Functional testing of the bradykinin B2 receptor in eNOS-deficient and wild-type mice showed that bradykinin induces vasoconstriction in the aorta of the eNOS-deficient and WT mouse. Inhibition of prostaglandin formation showed that in the wild-type, this vasoconstriction was attenuated by simultaneous formation of NO. This NO-dependent changes of mouse aortic constriction suggest that although NO is important for B2R function, it has no effect on B2R protein expression. These mechanisms may have relevance to the bradykinin-mediated molecular biological causes of non-allergic angioedema.
