Die Rolle von CLIC1 als Modulator der Endothelzelladhäsion

Abstract

Endothelzellen stellen einen wichtigen Teil der Blutgefäße dar. Das Endothel ist ein komplexes Gewebe, das sich je nach Organ in seinem Aufbau unterscheidet. Es übernimmt verschiedene Funktionen im Rahmen von physiologischen Prozessen wie der Blutdruckregulation, der Hämostase und pathophysiologischen Prozessen wie Entzündungsreaktionen oder der Tumorangiogenese. Daher wurde es bereits in verschiedenen Arbeiten als Angriffspunkt für neue Therapien untersucht. Auch das Protein CLIC1 ist in Endothelzellen nachweisbar. Es gehört zu einer Familie von sechs Chloridionenkanälen, die sowohl als in der Zelle gelöste als auch in die Membran integrierte Form vorkommen können. In dieser Arbeit wird seine Rolle bei der Endothelzelladhäsion untersucht. Zunächst wurden dazu Experimente mit CLIC1-Knock-down durchgeführt, um die Zellmorphologie der in dieser Arbeit untersuchten HUVEC zu verschiedenen Zeitpunkten der Adhäsion zu analysieren. Der Knock-down von CLIC1 führte zu komplexen Veränderungen beim Zellspreading. Während die Mehrzahl der HUVEC im Vergleich zu den kontrolltransfizierten Zellen überhaupt kein Spreading vollzog, fiel bei den verbleibenden Zellen eine Verschiebung der Lamelli-/Filopodienbildung zugunsten der Stressfaserbildung auf. Darüber hinaus wurden diese Ergebnisse mit einem CLIC4-Knock-down verglichen. Die Schlussfolgerung war, dass CLIC1 eine Stunde nach dem Aussäen einen relevanten Einfluss auf das HUVEC-Spreading nimmt, aber nicht nach vier Stunden und dass nach vier Stunden CLIC4 den Spreadingvorgang mehr beeinflusst als CLIC1. Außerdem wurde das Zusammenspiel von CLIC1 mit dem für die Zellmorphologie maßgeblichen Protein F-Aktin untersucht. Hier zeigte sich zu frühen Zeitpunkten der Adhäsion eine CLIC1-F-Aktin- Kolokalisation, die zu späteren Zeitpunkten nicht mehr nachweisbar war. Hier war die Schlussfolgerung, dass der Einfluss von CLIC1 auf die Dynamik von F-Aktin kontextabhängig ist. Weiterhin wurden die Integrine beta-1 und beta-3 hinsichtlich ihres Einflusses auf die CLIC1- Membranexpression verglichen. Es konnte festgestellt werden, dass der Einfluss eines Integrin-beta-3- Knock-downs zu weniger CLIC1-Membranexpression führte als ein Integrin-beta-1-Knock-down. Integrine spielen eine große Rolle für die Zelladhäsion und vermitteln den Zell-Matrix-Kontakt. Dadurch wird eine Signalkaskade in der Zelle in Gang gesetzt. Diese Arbeit kann zur Forschung an den Grundlagen der Angiogeneseinhibition beitragen. Weitere Experimente sind aber nötig, um CLIC1 als Angriffspunkt zu etablieren.

Endothelial cells are an essential part of blood vessels. The endothelium is a complex tissue, which differs in structure depending on the organ. Among its diverse functions are physiological functions such as blood pressure regulation or hemostasis and pathophysiological functions such as inflammation and tumor angiogenesis. With this end in view, blood vessels have been considered as therapeutic targets. The protein CLIC1 is part of a chloride ion channel family of six proteins, which can have a soluble form or be integrated into the cell membrane. In this study its role as a modulator of endothelial cell adhesion is analyzed. First, knock-down experiments of CLIC1 to analyze cell morphology at different points in time of adhesion were done. CLIC1 knockdown leads to complex changes in cell spreading. While the majority of HUVEC compared to control-transfected cells did not show any spreading, the remaining cells showed stress fiber rather than lamelli-/filopodia formation. In addition, these results were compared to a CLIC4 knockdown. The conclusion was that CLIC1 had a relevant influence on HUVEC spreading one hour after seeding, but not after four hours and that CLIC4 after four hours influenced spreading more than CLIC1. Furthermore, the colocalization of CLIC1 and F-actin was analyzed. There was CLIC1-F-actin colocalization at early, but not at later points in time. Here the conclusion was that the influence of CLIC1 on F-actin dynamics is context-dependent. Moreover, integrins beta-1 and beta-3 were compared with regards to their influence on CLIC1 membrane expression. The knockdown of integrin beta-3 led to less CLIC1 membrane expression than the knockdown of integrin beta-1. Integrins play a huge roll for cell adhesion and mediate cell-matrix contact. This leads to a signal cascade within the cell. This study contributes to research about angiogenesis inhibition, but further experiments are mandatory to establish CLIC1 as a target.