Die funktionelle Bedeutung von MSP und Lactadherin im Rahmen der Atherosklerose

Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss zweier möglicher Biomarker auf die Atherosklerose untersucht.rnMilk fat globule-EGF factor 8 (MFG-E8, Lactadherin) ist ein Glycoprotein, das vornehmlich von Makrophagen, glatten Muskelzellen und Endothelzellen sezerniert wird. MFG-E8-/--Mäuse zeigen vermehrt apoptotische Zellen in der atherosklerotischen Plaque, verstärkte Inflammationszeichen und vergrößerte Läsionen. In situ-Hybridisierung und Immunfluoreszenz zeigen eine starke Lactadherin-Expression in den Schaumzellen atherosklerotischer Plaques von Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/-und LDLR-/- Mäusen, vor allem in der Nähe des Lipid Core. Dort kolokalisiert Lactadherin mit dem Makrophagenmarker CD 68 und dem Chemokin Fraktalkin, das die MFG-E8 Sekretion stimuliert und so die Phagocytose forciert. Untersuchungen mittels RTD-PCR ergaben, dass Peritonealmakrophagen der Genotypen Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/- und GPx 1-/-, deren Gemeinsamkeit eine höhere Empfindlichkeit gegenüberrnoxidativem Stress ist, mehr Lactadherin exprimieren als andere Genotypen (B6, LDLR-/-). Die Inkubation muriner oder humaner Makrophagen mit oxLDL und eLDL hat keinen Einfluss auf die Expression der MFG-E8 mRNA. Der Kontakt mit apoptotischer Zellen hingegen erhöht die Expression signifikant. Lactadherin ist entscheidend für die effektive Phagozytose apoptotischer Zellen in der atherosklerotischen Läsion. Seine Expression wird vermutlich durch die Apoptose in der Nähe liegender Zellen und das verstärkte Vorkommen von ROS reguliert. Macrophage stimulating protein (MSP) übt Einfluss auf Migration, Proliferation und Phagocytose von Makrophagen aus. Seine Beteiligung an inflammatorischen Vorgängen und der Karzinogenese ist intensiv untersucht worden, nicht jedoch der Einfluss auf die Atherosklerose. Es ist bekannt, dass der SNP rs3197999 mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) assoziiert ist. Zudem geht er vermutlich mit einem erniedrigten Atheroskleroserisiko einher. Der Polymorphismus c2078t hat den Aminosäureaustausch R689C zur Folge. Rekombinant erzeugtes, mutantes und wildtypisches MSP induziert Migration und Proliferation bei THP-1-Makrophagen. MSPmut vermittelt dies jedoch wesentliche effektiver als MSPwt. Apoptose hingegen wird durch keine der Formen induziert. R689C führt zu einem “gain of function” des MSP-Proteins in Bezug auf die Proliferations- und Migrationsfähigkeit von Makrophagen und verändert vermutlich deren Cytokinfreisetzung. Dies führt möglicherweise zu einer erhöhten Phagocytoseeffizienz in der atherosklerotischen Läsion (erniedrigtes Atherosklerose-Risiko), und zu einer aberranten immunologischen Reaktion im Rahmen der CED (erhöhtes CED-Risiko).

In this thesis we analyzed the effects of two different biomarkers on atherosclerosis. Milk fat globule-EGF factor 8 (MFG-E8, lactadherin) is a glycoprotein secreted by macrophages, smooth muscle cells and endothelial cells. MFG-E8-/- mice exhibit an accumulation of apoptotic cells in atherosclerotic plaques, impaired regulatory immune response, and accelerated lesion development. High MFG-E8 expression levels were detected in atherosclerotic plaques of Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/- and LDLR-/- mice by in situ hybridization. The expression is restricted to foam cells mainly close to the lipid core whereby it partially colocalizes with the macrophage marker CD 68 and fractalkine. The latter is thought to stimulate MFG-E8 secretion inducing phagocytosis as shown by immunofluorescence staining. In the macrophages of Apo E-/-, Apo E-/-/GPx 1-/- and GPx 1-/-- mice which have an elevated susceptibility to reactive oxygen species, MFG-E8 mRNA expression was 3 fold higher than in murine macrophages from B6 and LDLR-/--mice. Incubation of murine and human macrophages with oxLDL and eLDL resulted in no significant increase in MFG-E8 mRNA. However, coculture with apoptotic cells lead to an increase in MFG-E8 expression. MFG-E8 is important for effective phagocytosis of apoptotic cells in atherosclerotic lesions. The expression is regulated by cytokines (i.e. fractalkine) secreted by (ROS induced) apoptotic cells. Macrophage stimulating protein (MSP) modulates macrophage motility, shape changes and phagocytotic activity. It is known to be involved in inflammation and carcinogenesis; however, its potential role in atherogenesis has not been investigated. The SNP rs3197999 is associated with IBD but also with a lowered risc for atherosclerosis. c2078t is a common polymorphism in the MSP gene resulting in the substitution of an arginine by a cysteine at position 689 of the MSP protein. Both recombinant wild type and mutant MSP stimulated migration and proliferation in THP-1-cells but the mutant type was significantly more effective. The SNP rs3197999 leads to a “gain of function” in MSP. It increases the stimulatory function of MSP on macrophage migration and proliferation and may also regulate cytokine release. This might lead to an increase in phagocytosis efficiency in atherosclerotic lesions (decreassing the risk of CHD) and to malfunctioning immunological reactions in inflammatory bowel disease (increasing the risk of IBD).