Influência do bloqueio de receptores do tipo 1 (AT1) sobre o perfil metabólico, endócrino e cardiovascular de ratos obesos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estado nutricional relacionado à vitamina K de pacientes portadores de doença vascular em tratamento anticoagulante oral ambulatorial com varfarina sódica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Diagnóstico, tratamento e seguimento do carcinoma medular de tireoide: recomendações do Departamento de Tireoide da Sociedade Brasileira de Endocrinologia e Metabologia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Surface engineering of silica nanoparticles for oral insulin delivery: characterization and cell toxicity studies

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Assessing the gain of biological data integration in gene networks inference

Background: A current challenge in gene annotation is to define the gene function in the context of the network of relationships instead of using single genes. The inference of gene networks (GNs) has emerged as an approach to better understand the biology of the system and to study how several components of this network interact with each other and keep their functions stable. However, in general there is no sufficient data to accurately recover the GNs from their expression levels leading to the curse of dimensionality, in which the number of variables is higher than samples. One way to mitigate this problem is to integrate biological data instead of using only the expression profiles in the inference process. Nowadays, the use of several biological information in inference methods had a significant increase in order to better recover the connections between genes and reduce the false positives. What makes this strategy so interesting is the possibility of confirming the known connections through the included biological data, and the possibility of discovering new relationships between genes when observed the expression data. Although several works in data integration have increased the performance of the network inference methods, the real contribution of adding each type of biological information in the obtained improvement is not clear. Methods: We propose a methodology to include biological information into an inference algorithm in order to assess its prediction gain by using biological information and expression profile together. We also evaluated and compared the gain of adding four types of biological information: (a) protein-protein interaction, (b) Rosetta stone fusion proteins, (c) KEGG and (d) KEGG+GO. Results and conclusions: This work presents a first comparison of the gain in the use of prior biological information in the inference of GNs by considering the eukaryote (P. falciparum) organism. Our results indicates that information based on direct interaction can produce a higher improvement in the gain than data about a less specific relationship as GO or KEGG. Also, as expected, the results show that the use of biological information is a very important approach for the improvement of the inference. We also compared the gain in the inference of the global network and only the hubs. The results indicates that the use of biological information can improve the identification of the most connected proteins.

Combined snake venomics and venom gland transcriptomic analysis of Bothropoides pauloensis

Unraveling the repertoire of venom toxins of Bothropoides pauloensis was assessed by snake venomics and venom gland transcriptomic surveys. Both approaches yielded converging overall figures, pointing to metalloproteinases (similar to 37%), PLA(2)s (26-32%), and vasoactive (bradykinin-potentiating) peptides (12-17%) as the major toxin classes. The high occurrence of SVMPs, PLA(2) molecules, vasoactive peptides, along with serine proteinases, explains the local and systemic effects observed in envenomations by B. pauloensis. Minor (<3%) C-type lectin, serine proteinase, L-amino acid oxidase, nerve growth factor, and CRISP molecules were also identified in the transcriptome and the proteome. Low abundance (0.3%) EST singletons coding for vascular endothelial growth factor (svVEGF), ohanin, hyaluronidase, and 5' nucleotidase were found only in the venom gland cDNA library. At the molecular level, the transcriptomic and proteomic datasets display low compositional concordance. In particular, although there is good agreement between transcriptome and proteome in the identity of BPPs, PLA(2) molecules and L-amino acid oxidase, both datasets strongly depart in their C-type lectin and SVMP complements. These data support the view that venom composition is influenced by transcriptional and translational mechanisms and emphasize the value of combining proteomic and transcriptomic approaches to acquire a more complete understanding of the toxinological profile and natural history of the snake venom. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Caffeic acid phenethyl ester reduces the activation of the nuclear factor kappa B pathway by high-fat diet-induced obesity in mice

Objective. The aim of this study was to investigate the effect of CAPE on the insulin signaling and inflammatory pathway in the liver of mice with high fat diet induced obesity. Material/Methods. Swiss mice were fed with standard chow or high-fat diet for 12-week. After the eighth week, animals in the HFD group with serum glucose levels higher than 200 mg/dL were divided into two groups, HFD and HFD receiving 30 mg/kg of CAPE for 4 weeks. After 12 weeks, the blood samples could be collected and liver tissue extracted for hormonal and biochemical measurements, and insulin signaling and inflammatory pathway analyzes. Results. The high-fat diet group exhibited more weight gain, glucose intolerance, and hepatic steatosis compared with standard diet group. The CAPE treatment showed improvement in glucose sensitivity characterized by an area under glucose curve similar to the control group in an oral glucose tolerance test Furthermore, CAPE treatment promoted amelioration in hepatic steatosis compared with the high-fat diet group. The increase in glucose sensitivity was associated with the improvement in insulin-stimulated phosphorylation of the insulin receptor substrate-2, followed by an increase in Akt phosphorylation. In addition, it was observed that CAPE reduced the induction of the inflammatory pathway, c-jun-N- terminal kinase, the nuclear factor kappa B, and cyclooxygenase-2 expression, respectively. Conclusions. Overall, these findings indicate that CAPE exhibited anti-inflammatory activity that partly restores normal metabolism, reduces the molecular changes observed in obesity and insulin resistance, and therefore has a potential as a therapeutic agent in obesity. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Quercetin decreases inflammatory response and increases insulin action in skeletal muscle of ob/ob mice and in L6 myotubes

Quercetin is a potent anti-inflammatory flavonoid, but its capacity to modulate insulin sensitivity in obese insulin resistant conditions is unknown. This study investigated the effect of quercetin treatment upon insulin sensitivity of ob/ob mice and its potential molecular mechanisms. Obese ob/ob mice were treated with quercetin for 10 weeks, and L6 myotubes were treated with either palmitate or tumor necrosis factor-alpha (TNF alpha) plus quercetin. Cells and muscles were processed for analysis of glucose transporter 4 (GLUT4), TNF alpha and inducible nitric oxide synthase (iNOS) expression, and c-Jun N-terminal kinase (JNK) and inhibitor of nuclear factor-kappa B (NF-kappa B) kinase (I kappa K) phosphorylation. Myotubes were assayed for glucose uptake and NF-kappa B translocation. Chromatin immunoprecipitation assessed NF-kappa B binding to GLUT4 promoter. Quercetin treatment improved whole body insulin sensitivity by increasing GLUT4 expression and decreasing JNK phosphorylation, and TNF alpha and iNOS expression in skeletal muscle. Quercetin suppressed palmitate-induced upregulation of TNF alpha and iNOS and restored normal levels of GLUT4 in myotubes. In parallel, quercetin suppressed TNF alpha-induced reduction of glucose uptake in myotubes. Nuclear accumulation of NF-kappa B in myotubes and binding of NF-kappa B to GLUT4 promoter in muscles of ob/ob mice were also reduced by quercetin. We demonstrated that quercetin decreased the inflammatory status in skeletal muscle of obese mice and in L6 myotubes. This effect was followed by increased muscle GLUT4, with parallel improvement of insulin sensitivity. These results point out quercetin as a putative strategy to manage inflammatory-related insulin resistance. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biochemical, physicochemical and molecular characterization of a genuine 2-Cys-peroxiredoxin purified from cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walpers] leaves

Background: Peroxiredoxins have diverse functions in cellular defense-signaling pathways. 2-Cys-peroxiredoxins (2-Cys-Prx) reduce H2O2 and alkyl-hydroperoxide. This study describes the purification and characterization of a genuine 2-Cys-Prx from Vigna unguiculata (Vu-2-Cys-Prx). Methods: Vu-2-Cys-Prx was purified from leaves by ammonium sulfate fractionation, chitin affinity and ion exchange chromatography. Results: Vu-2-Cys-Prx reduces H2O2 using NADPH and DTT. Vu-2-Cys-Prx is a 44 kDa (SDS-PAGE)/46 kDa (exclusion chromatography) protein that appears as a 22 kDa molecule under reducing conditions, indicating that it is a homodimer linked intermolecularly by disulfide bonds and has a pI range of 4.56-4.72; its NH2-terminal sequence was similar to 2-Cys-Prx from Phaseolus vulgaris (96%) and Populus tricocarpa (96%). Analysis by ESI-Q-TOF MS/MS showed a molecular mass/pI of 28.622 kDa/5.18. Vu-2-Cys-Prx has 8% alpha-helix, 39% beta-sheet, 22% of turns and 31% of unordered forms. Vu-2-Cys-Prx was heat stable, has optimal activity at pH 7.0, and prevented plasmid DNA degradation. Atomic force microscopy shows that Vu-2-Cys-Prx oligomerized in decamers which might be associated with its molecular chaperone activity that prevented denaturation of insulin and citrate synthase. Its cDNA analysis showed that the redox-active Cys(52) residue and the amino acids Pro(45), Thr(49) and Arg(128) are conserved as in other 2-Cys-Prx. General significance: The biochemical and molecular features of Vu-2-Cys-Prx are similar to other members of 2-Cys-Prx family. To date, only one publication reported on the purification of native 2-Cys-Prx from leaves and the subsequent analysis by N-terminal Edman sequencing, which is crucial for construction of stromal recombinant 2-Cys-Prx proteins. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

On the cellular stress response to Staphylococcus aureus alpha-toxin

Staphylococcus aureus alpha-hemolysin was the first bacterial toxin recognized to form pores in the plasma membrane of eukaryotic cells. It is secreted as a water-soluble monomer that upon contact with target membranes forms an amphiphatic heptameric beta-barrel which perforates the bilayer. As a consequence, red cells undergo colloidosmotic lyses, while some nucleated cells may succumb to necrosis or programmed cell death. However, most cells are capable of repairing a limited number of membrane lesions, and then respond with productive transcriptional activation of NF-kB. In the present study, by using microarray and semiquantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR), data from a previously performed serial analysis of gene expression (SAGE) were extended and verified, revealing that immediate early genes (IEGs) such as c-fos, c-jun and egr-1 are strongly induced at 2-8 h after transient toxin treatment. Activating protein 1 (AP-1: c-Fos, c-Jun) binding activity was increased accordingly. As IEGs are activated by growth factors, these findings led to the discovery that -toxin promotes cell cycle progression of perforated cells in an EGFR-dependent fashion. Although the amount of c-fos mRNA rose rapidly after toxin treatment, c-Fos protein expression was observed only after a lag of about 3 h. Since translation consumes much ATP, which transiently drops after transient membrane perforation, the suspicion arised that membrane-perforation caused global, but temporary downregulation of translation. In fact, eIF2α became heavily phosphorylated minutes after cells had been confronted with the toxin, resulting in shutdown of protein synthesis before cellular ATP levels reached the nadir. GCN2 emerged as a candidate eIF2α kinase, since its expression rapidly increased in toxin-treated cells. Two hours after toxin treatment, GADD34 transcripts, encoding a protein that targets the catalytic subunit of protein phosphatase 1 (PP1) to the endoplasmic reticulum, were overexpressed. This was followed by dephosphorylation of eIF2α and resumption of protein synthesis. Addition of tautomycetin, a specific inhibitor of PP1, led to marked hyperphosphorylation of eIF2α and significantly reduced the drop of ATP-levels in toxin-treated cells. A novel link between two major stress-induced signalling pathways emerged when it was found that both translational arrest and restart were under the control of stress-activated protein kinase (SAPK) p38. The data provide an explanation for the indispensible role of p38 for defence against the archetypal threat of membrane perforation by agents that produce small transmembrane-pores.

Modulation der Genexpression und des neuronalen Zelltods durch das Amyloid-Vorläufer-Protein (APP)

Das Amyloid-Vorläufer-Protein (APP) spielt eine zentrale Rolle in der Entstehung und Entwicklung von Morbus Alzheimer. Hierbei ist die proteolytische Prozessierung von APP von entscheidender Bedeutung. Das Verhältnis von neurotoxischen und neuroprotektiven Spaltprodukten, die über den amyloidogenen und nicht-amyloidogenen Weg der APP-Prozessierung gebildeten werden, ist für das Überleben von Neuronen und deren Resistenz gegen zytotoxische Stress-Stimuli von hoher Relevanz. Störungen der Calcium-Homöostase sind ein bekanntes Phänomen bei Morbus Alzheimer. Im ersten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle von überexprimiertem APP in der Regulation des neuronalen Zelltods nach Calcium Freisetzung untersucht. Die Calcium Freisetzung aus dem endoplasmatischen Retikulum wurde durch die Inhibition der sarko- und endoplasmatischen Calcium-ATPasen (SERCA) ausgelöst. Dies führt zur Induktion der sogenannten „unfolded protein response“ (UPR) und zu einer Aktivierung von Effektor-Caspasen. Für APP-überexprimierende PC12 Zellen konnte bereits zuvor eine im Vergleich zur Kontrolle nach der durch Calcium Freisetzung-induzierten Apoptose eine erhöhte intrazelluläre Calcium Konzentration nachgewiesen werden. Über die Messung der Aktivierung von Effektor-Caspasen konnte zudem ein gesteigerter Zelltod in den APP-überexprimierenden Zellen gemessen werden. Zudem konnte gezeigt werden, dass der pro-apoptotische Transkriptionsfaktor CHOP, nicht aber die klassischen UPR-Zielgene spezifisch hochreguliert wurden. Die APP-modulierte gesteigerte Induktion von Apoptose nach Calcium Freisezung konnte durch Komplexierung der intrazellulären Calcium Ionen und durch Knockdown von CHOP im Vergleich zur Kontrolle gänzlich unterdrückt werden. Ferner bewirkte die Inhibition der Speicher-aktivierten Calcium-Kanälen (SOCC) eine signifikante Unterdrückung der beobachteten erhöhten intrazellulären Calcium Konzentration und der gesteigerten Apoptose in den APP-überexprimierenden PC12 Zellen. In diesem Teil der Arbeit konnte eindeutig gezeigt werden, dass APP in der Lage ist den durch Calcium-Freisetzung-induzierten Zelltod zu potenzieren. Diese Modulation durch APP verläuft in einer UPR-unabhängigen Reaktion über die Aktivierung von SOCC’s, einer erhöhten Aufnahme von extrazellulärem Calcium und durch erhöhte Induktion des pro-apoptotischen Transkriptionsfaktors CHOP. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die sAPPα-vermittelte Neuroprotektion untersucht. Dabei handelt es sich um die N-terminale Ektodomäne von APP, die über die Aktivität der α-Sekretase prozessiert wird und anschließend extrazellulär abgegeben wird. Ziel dieser Versuchsreihe war die neuroprotektive physiologische Funktion von APP im Hinblick auf den Schutz von neuronalen Zellen vor diversen für Morbus Alzheimer relevanten Stress-Stimuli bzw. Apoptose-Stimuli zu untersuchen. Durch die Analyse der Effektor-Caspasen konnte gezeigt werden, dass sAPPα in der Lage ist PC12 Zellen potent vor oxidativem Stress, DNA-Schäden, Hypoxie, proteasomalem Stress und Calcium-Freisetzung zu schützen. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sAPPα in der Lage ist den pro-apoptotischen Stress-induzierten JNK/Akt-Signalweg zu inhibieren. Eine Beteiligung des anti-apoptotischen PI3K/Akt-Signalwegs bei der sAPPα-vermittelten Protektion konnte über die Inhibition der PI3-Kinase ebenfalls demonstriert werden, die eine Aufhebung der sAPPα-vermittelten Neuroprotektion bewirkte. Diese Daten zeigen neue molekulare Mechanismen auf, die dem sAPPα-vermittelten Schutz vor pathophysiologisch relevanten Stress-Stimuli in neuronalen Zellen zugrunde liegen. Im letzten Teil der Arbeit wurden verschieden Gruppen von pharmakologischen Substanzen im Hinblick auf ihre neuroprotektive Wirkung untersucht und mit ihren Effekten auf den APP-Metabolismus korreliert. Die Untersuchungen ergaben, dass Galantamin, ein schwacher Acetycholinesterase Inhibitor und allosterisch potenzierender Ligand von nikotinischen Acetylcholin-Rezeptoren in der Lage war, naive, und mit noch höherer Effizienz APP-überexprimierende Zelllinien vor dem Stress-induzierten Zelltod zu schützen. Zudem bewirkte Galantamin in APP-überexprimierenden HEK293 Zellen eine rasche Erhöhung der sAPPα Sekretion, so dass hier von einer Rezeptor-vermittelten Modulation des APP Metabolismus ausgegangen werden kann. Omega-3 Fettsäuren wirken sich positiv auf die Membranfluidität von Zellen aus und es konnte bereits gezeigt werden, dass die Bildung des toxischen Aβ Peptids hierdurch vermindert wird. In Analogie zu Galantamin schützte die Omega-3 Fettsäure Docosahexaensäure (DHA) neuronale Zellen vor dem Stress-induzierten Zelltod, wobei der Schutz in APP-überexprimierenden Zellen besonders effizient war. Diese Daten legen nahe, dass die Aktivierung des antiamyloidogenen Wegs der APP-Prozessierung ein viel versprechender Ansatz für die Entwicklung neuer Therapien gegen Morbus Alzheimer sein könnte.

The KIT gene in familial mastocytosis

Familial cutaneous mastocytosis is an exceptional condition of unknown etiology. In this study we report the largest series of patients with familial cutaneous mastocytosis without other manifestations (18 affected subjects from seven unrelated families), and we investigate the role of germ-line KIT mutations in the pathogenesis of the disease. The mean age at onset was 5.4 years (range from birth to 22 years), and the clinical behavior was variable over a mean follow up period of 15.1 years (range 2-36): improvement in seven, stability in eight and worsening in the remaining three patients. The pattern of inheritance was compatible with an autosomal dominant trait with incomplete penetrance; a female preponderance (14 females vs 4 males, ratio 3.5:1) was noted; among the six women who have been pregnant at least once, three experienced important clinical changes during pregnancy. No germ-line mutation was found in the exons 10, 11, and 17 of the KIT proto-oncogene, which are the most commonly mutated exons in sporadic mastocytosis. However, in the majority of affected subjects we found the Met541Leu polymorphic variant of the KIT gene, which seems to confer a growth advantage to mast cells in vitro. This observation further suggests that the Met541Leu may be a predisposing factor of cutaneous mastocytosis, although it seems to be neither necessary nor sufficient for the development of the disease.

Zur Zytotoxizität von enzymatisch verändertem Low Density Lipoprotein: Differenzielle Empfindlichkeit von Granulozyten und Makrophagen gegenüber E-LDL

Low density lipoprotein (LDL) wird in der Arterienwand enzymatisch gespalten. Das Produkt, E-LDL, enthält neben freiem Cholesterol unveresterte Fettsäuren und induziert die Produktion von Interleukin 8 (IL-8) in Endothelzellen. Der Transkriptionsfaktor nuclear factor-kappaB (NF-κB), der das IL-8-Gen normalerweise reguliert, wurde durch E-LDL jedoch nicht aktiviert: Das veränderte Lipoprotein bewirkte im Gegenteil eine Hemmung von NF-κB vor dessen Translokation in den Zellkern. In E-LDL enthaltene freie Fettsäuren waren für die Hemmung verantwortlich. Dagegen aktivierte E-LDL den Transkriptionsfaktor AP-1, wie durch Phosphorylierung von c-jun gezeigt wurde. IL-8 lockt polymorphkernige Granulozyten (PMN) an, die jedoch in der frühen atherosklerotischen Läsion nicht vorkommen. Die vorliegende Arbeit bietet eine mögliche Erklärung für ihre Abwesenheit: PMN zeigten sich wesentlich empfindlicher gegenüber der Toxizität von E-LDL als Makrophagen. Es ist denkbar, daß sie in die Läsion zwar einwandern, nach ihrem raschen Tod dort jedoch nicht mehr detektiert werden können. E-LDL aktivierte PMN, wie durch Superoxidbildung und Peroxidasefreisetzung gezeigt wurde. Sowohl Aktivierung als auch Toxizität wurden von den in E-LDL enthaltenen freien Fettsäuren verursacht, die eine direkte Schädigung der Zellmembran bewirkten. Die E-LDL-bedingte Freisetzung proinflammatorischer Substanzen aus PMN könnte ein Grund dafür sein, daß die Depletion dieser Zellen die Läsionsentwicklung hemmt.

Die Kristallstruktur zweier Atmungsproteine: das Hämoglobin des Meerschweinchens und das 24-mere Hämocyanin des Kaiserskorpions

Im Verlauf der vorgestellten Arbeit konnten die Kristallstrukturen zweier Atmungsproteine gelöst werden. Da diese Strukturen mit verschiedenen Auflösungen gelöst wurden, wurden für die beiden Modelle unterschiedliche Methoden verwendet.rnrnDie Kristalle des Hämoglobins des Meerschweinchens Cavia porcellus erlaubten eine Messung von Streureflexen bis zu einer Auflösung von 1.7 Ǻ. Damit konnten das Molecular Replacement und das folgende Refinement mit geringen Vorgaben durchgeführt werden.rnAnhand der ermittelten Struktur konnte gezeigt werden, dass die Höhenadaptation des Hämoglobins des Meerschweinchens auf einer Stabilisierung des R2-Zustandes und einer gleichzeitigen Destabilisierung des T-Zustandes beruht. Die zu Grunde liegenden Aminosäureaustausche konnten identifiziert und der resultierende Mechanismus postuliert werden. Die Durchführung von Mutagenese-Experimenten am Hämoglobin des Meerschweinchens könnte die vorgestellte Hypothese bestätigen.rnrnDie Kristallstruktur des 24-meren Hämocyanins aus Pandinus imperator konnte durch eine Kombination von Röntgenkristallographie und Homologiemodellierung mit einer Auflösung von 6.5 Ǻ gelöst werden. Allerdings wäre die Bestimmung der Phasen durch Molecular Replacement ohne die vor kurzem publizierte Kryo-EM Struktur nicht möglich gewesen [Cong et al., 2009].rnDamit ist es durch die Kombination verschiedener Methoden erstmalig gelungen die Struktur eines Hämocyanins dieser Größe (Mw = 1.7 MDa) zu lösen. Die Auflösung von 6.5 Ǻ, eine für die Kristallographie relativ geringe Auflösung, erlaubte die Bestimmung des Cα-Traces des Proteins mit hoher Genauigkeit.rnDurch die Kristallstruktur konnte das zu Grunde liegende Kryo-EM Modell aus [Cong et al., 2009] bestätigt werden. Insbesondere die Position der α-Helices konnte mittels Kristallographie mit einer höheren Genauigkeit bestimmt werden. Durch die Verwendung von OMIT-Maps wurde sichergestellt, dass die Struktur nicht "kopiert" wurde. Die Übereinstimmung ist deshalb auf die Struktur des Hämocyanins im gemessenen Kristall zurückzuführen, nicht auf einen Bias bei der Auswertung.rnAnhand der Kristallstruktur konnten für die Kooperativität im Trimer potentiell entscheidende Aminosäuren identifiziert werden. Diese Aminosäuren könnten im Vergleich zur bekannten trimeren Struktur aus Limulus polyphemus zur Ausbildung zusätzlicher Bindungen zwischen den Untereinheiten führen. Diese Bindungen könnten eine wichtige Rolle beim Konformationsübergang zwischen dem T- und R-Zustand spielen.rn

Pathogenetische Bedeutung der Glutathionperoxidase-1 in der arteriellen Gefäßwand

Die antioxidative Aktivität des Enzyms Glutathionperoxidase-1 (GPx-1) schützt vor Atherosklerose und ihren Folgeerkrankungen. In einer Vorstudie konnten wir zeigen, dass der Mangel an GPx-1 die Atheroskleroseentwicklung in Apolipoprotein E defizienten (ApoE-/-) Mäusen beschleunigt und modifiziert. Allerdings sind die Verteilung der GPx-1 in atherosklerotischen Läsionen und die Mechanismen für den erhöhten Makrophagengehalt in der Läsion noch nicht geklärt. Deshalb haben wir (1) die in-situ Expression der GPx-Isoformen in atherosklerotischen Läsionen von GPx-1-/-ApoE-/- und ApoE-/- Mäusen und (2) den Einfluss der GPx-1 Defizienz auf die Schaumzellbildung und Proliferation der Peritonealmakrophagen in ApoE-/- Mäusen untersucht. Die GPx-1-/-ApoE-/- und ApoE-/- Weibchen wurden für 6 und 12 Wochen auf einer atherogenen „Western-type“ Diät gehalten. Die in situ-Hybridisierung zeigte, dass die verschiedenen Isoformen der GPx (GPx-1, GPx-3, GPx-4) vorwiegend in Makrophagen, nicht jedoch in glatten Muskelzellen der atherosklerotischen Läsionen von ApoE-/- Mäusen exprimiert wurden. Für die in vitro Untersuchungen wurden 5 Monate alte, GPx-1 defiziente und Wildtyp-Mäuse, gehalten auf Normaldiät, verwendet. Die Öl-Rot-O Färbung zeigte, dass die GPx-1 Defizienz die OxLDL (oxidiertes LDL) - und E-LDL (enzymatisch modifiziertes LDL) - induzierte Schaumzellbildung förderte. Darüber hinaus war die OxLDL-induzierte Cholesterinakkumulation (zellulärer Cholesterinester/ Cholesterin-Gehalt) in GPx-1 defizienten Makrophagen verstärkt, sodass ein Mangel an GPx-1 die Aufnahme von OxLDL durch Monozyten und damit die Umwandlung in Schaumzellen beschleunigt. Hinsichtlich der Proliferation zeigte sich, dass MCSF (Macrophage Colony-Stimulating Facotr) ein stärkerer Stimulus als OxLDL ist. Ein Mangel an GPx-1 fördert die Proliferation zusätzlich. Daran ist die ERK1/2 (extracellular-signal regulated kinase 1/2) - Kaskade beteiligt, denn es wurde eine schnelle Phosphorylierung der ERK1/2-Kaskade durch MCSF und/oder OxLDL nachgewiesen. Entsprechend reduzieren ERK1/2-Inhibitoren die proliferative Aktivität der Makrophagen. Die Hemmung der p38-MAPK (p38 mitogen-activated protein kinase) führt zur vermehrten Proliferation und bei gleichzeitig verringerter Caspase-3/7 Aktivität der Makrophagen unabhängig von der Expression der GPx-1. Ein Mangel an GPx-1 hat auch keinen Einfluss auf die MCSF-vermittelte Aktivierung der p38-MAPK und JNK (c-Jun N-terminal kinase). Zusammenfassend läßt sich feststellen, dass die GPx-1-Defizienz einen signifikanten Einfluss auf die Schaumzellbildung und Proliferation von Makrophagen hat, was zur Beschleunigung der Atherosklerose und zu vermehrter Zellularität der entstehenden atherosklerotischen Läsionen führt. Die Proliferation wird über den ERK1/2 Signal-transduktionsweg positiv und über den p38-MAPK Weg negativ reguliert, wobei die ERK1/2-Kaskade empfindlich gegenüber oxidativem Stress bei GPx-1-Defizienz ist.