Molekulare Mechanismen Proteinkinase C-induzierter Nox4-Hochregulation in humanen Endothelzellen

Eine verstärkte Transkription von NADPH-Oxidasen (Nox) wird mit der Entstehung von atherosklerotischer Veränderungen in Verbindung gebracht. Die Arbeit unserer Gruppe zeigte, dass die Aktivität der Proteinkinase C (PKC) zu einer Nox4-Hochregulation führt, der dominanten NOX Isoform in endothelialen Zellen. Die vorliegende Arbeit zielte auf die Aufdeckung der dowm-stream gelegenen Mechanismen. Die Behandlung von humanen EA.hy 926-Zellen mit dem PKC Aktivator Phorbol-12-Myristat-13-Acetat (PMA) für 48 h führte in eine signifikante Nox4-mRNA-Hochregulation, welche mittels PKC-Inhibitoren oder PKC alpha siRNA abgewendet werden konnte. PMA führte zu einer andauernden Aktivierung der MAP-Kinase Erk1/2. Die PMA vermittelte Nox4-Expression konnte durch Erk1/2-Inhibitoren oder durch Erk1/2-Knock-down geblockt werden. Down-stream konnte die Involvierung der Erk1/2-Substarte Elk-1 und c-Fos mittels siRNA-Experimente gezeigt werden. Darüber hinaus blockte die Inhibierung der Histondeacetylasen (HDACs) mit Scriptaid oder durch HDAC3-Knock-down mittels siRNA die PMA-induzierte Nox4-Expression in EA.hy 926-Zellen, weswegen eine Rolle für HADC3 in der Regulation der Nox4-Expression angezeigt wurde. Abschließend reduzierte ein Knock-down von p53 (siRNA) deutlich die basale Expression von Nox4, hatte aber nur einen kleinen Effekt auf die PMA-induzierte Nox4-Expression. Zusammenfassend zeigen die Daten der vorliegenden Arbeit, dass in einer PKC alpha induzierten Nox4-mRNA-Hochregulation Erk1/2, Elk-1, cFos und HDAC3 involviert sind.

An enhanced expression of NADPH oxidases (NOX) is associated with the development of atherosclerosis. A previous work from our group has demonstrated that activation of protein kinase C (PKC) alpha leads to an upregulation of Nox4, the major NOX isoform in endothelial cells. The present study aimed to investigate the underlying mechanism. Treatment of human EA.hy 926 endothelial cells with the PKC activator phorbol-12-myristate-13-acetate (PMA) for 48 h resulted in a significant NOX4 mRNA upregulation, which was preventable by PKC inhibitors or PKC alpha siRNA. PMA treatment led to a long-lasting activation of the MAP kinase Erk1/2. PMA-induced NOX4 expression could be blocked by Erk1/2 inhibition or by Erk1/2 knockdown. The involvement of Erk1/2 downstream targets Elk-1 and c-Fos were evidenced by siRNA experiments. In addition, inhibition of histone deacetylases (HDACs) with scriptaid, or HDAC3 knockdown with siRNA blocked the PMA-induced NOX4 expression in EA.hy 926 cells, indicating a role of HDAC3 in the regulation of NOX4 expression. Finally, knockdown of p53 markedly reduced the basal expression of NOX4, but had little effect on PMA-induced NOX4 expression. Collectively, data from the present study indicate that PKC alpha-induced NOX4 upregulation may involve Erk1/2, Elk1, c-Fos and HDAC3.