Oxidierte Phospholipide und Angiogenese: Rolle von microRNAs

MikroRNAs (miRNAs) sind nicht-kodierende RNAs mit einer Länge von 20-23 Nukleotiden. Diese miRNAs sind bekannt als Regulatoren der post-transkriptionellen Genexpression durch Hemmung der Translation oder Induktion der Spaltung von mRNA mittels Basenpaarbildung mit nicht-translatierten 3` -Regionen von Transkripten. Es wird angenommen, dass miRNAs die Produktion von tausenden Proteinen regulieren. Es konnte gezeigt werden, dass miRNAs in der Embryonalentwicklung und humaner Pathologie eine wichtige Rolle spielen. Publikationen der letzten Jahre weisen darauf hin, dass miRNAs auch die Bildung von Kapillaren aus Endothelzellen mittels Angiogenese beeinflussen. In atherosklerotischen Läsionen ist Angiogenese wesentlich für die Weiterentwicklung der Krankheit und die Entstehung von vulnerablen Plaques. Kürzlich konnte gezeigt werden, dass Angiogenese durch in atherosklerotischen Läsionen gefundene oxidierte Phospholipide in vitro und in vivo stimuliert wird. Weiters können oxidierte Phospholipide sowohl pro- und anti-inflammatorische als auch thrombogene Prozesse in Endothelzellen verursachen und dadurch das Fortschreiten der Atherosklerose beschleunigen. All diese Fakten haben uns vor die Frage nach der Rolle von miRNAs in durch OxPLs induzierter Angiogenese gestellt. Das Ziel der vorliegenden Studie ist die Identifizierung von miRNAs, die die angiogenische Effekte von OxPLs vermitteln. Erster Schritt dieses Projektes ist die Bestimmung des Expressionprofils von miRNAs in mit OxPLs behandelten Endothelzellen. In der Folge werden die identifizierte miRNAs hinsichtlich ihres Effektes auf die durch OxPLs induzierte Angiogenese in vitro und in vivo untersucht. Weiters sollen Gene identifiziert werden, deren Expression von den durch die OxPLs regulierten miRNAs abhängig ist. In der Endphase dieses Projektes wird die Überprüfung der biologischen Funktion von ausgewählten miRNAs- abhängigen Genen in der durch OxPLs initiierten Angiogenese in vitro und in vivo untersucht werden. Im vorliegenden Projekt sollen daher die Mechanismen der Wirkung von OxPLs und die Rolle von miRNAs in der Regulation von Angiogenese durch OxPLs untersucht werden. Ergebnisse dieser Studie sollen dazu beitragen, neue potentielle therapeutische "Targets" zu identifizieren und neue Therapien auf der Basis von RNA zu entwickeln.

Atherosklerose und deren klinische Komplikationen, wie Myokardinfarkt und Schlaganfall, sind die häufigsten Todesursachen weltweit. Angiogenese, die die Neubildung und das Wachstum von Blutgefäßen beschreibt, spielt in atherosklerotischen Läsionen eine kritische Rolle für den Fortschritt der Erkrankung. Wir konnten diesbezüglich zeigen, dass oxidierte Phospholipide (OxPL), deren Anwesenheit in atherosklerotischen Plaques bekannt ist, Angiogenese und Entzündung induzieren und somit Atherosklerose und daraus resultierende Komplikationen fördern. Zudem ist bekannt, dass auch MicroRNAs (miRNAs) an der Modulierung der Bildung und des Wachstums von Blutgefäßen beteiligt sind. miRNAs sind eine Klasse von nicht-kodierenden RNAs, die die Genexpression auf post-transkriptionellen Stufe entweder durch Unterdrückung der Translation oder Induktion des Abbaus der mRNA regulieren. Ziel dieses Projektes war es, jene miRNAs zu identifizieren, die den pro-angiogenen Effekt von OxPL vermitteln.Wir haben Profilierung der miRNA-Expression in Endothelzellen, die mit OxPL behandelt wurden, durchgeführt und eine Hochregulierung von miR-663 und miR-320a microRNAs gefunden. Beide induzierten die Expression des pro-angiogenen Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) in Endothelzellen. Ein Knockdown beider miRNAs führte zu einer verminderten durch OxPL-induzierten Expression von VEGF, was eine kritische Rolle dieser miRNAs in OxPL-induzierter Angiogenese andeutet. Überdies konnten wir nachweisen, dass die Effekte, die miR-320a und miR-663 auf die Expression von VEGF ausüben, durch Regulierung der Transkriptionsfaktoren NRF2 und ATF4 vermittelt werden.Zusätzlich konnten wir zeigen, dass miR-320a und miR-663 in die Regulierung der Expression von durch elektrophilen Stress ausgelösten zytoprotektiven Genen mittels NRF2 Transkriptionsfaktor und von durch ungefaltete Proteine ausgelösten Genen mittels ATF4 Transkriptionsfaktor beteiligt sind. Dadurch ergibt sich die Hypothese, dass miR-663 und miR-320a eine generelle Rolle bei der Kontrolle von ATF4- und NRF2-abhängigen Genen spielen.Somit stellen miR-663 und miR-320a bedeutende therapeutische Ansätze für die Entwicklung von neuen RNA-basierten Therapien für die Behandlung von Atherosklerose dar.