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Regulation endothelialer Progenitorzellen beim Polytrauma: VEGF und TGF-β fördern, TNF-α und IL-1β inhibieren die Formierung endothelialer Progenitorzellen in vitro
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Veröffentlicht: | 11. November 2003 |
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Fragestellung
Aus dem Knochenmark stammende Endothelvorläuferzellen (EPC) sind an der Neovaskulogenese nach ischämischen Ereignissen beteiligt. Vor kurzem konnten wir zeigen, dass das Serum polytraumatisierter Patienten in vitro die Differenzierung von EPC von peripheren mononukleären Leukocyten signifikant stimuliert. Mediatoren mit EPC-fördernden Eigenschaften, bzw. die Neutralisierung von Faktoren mit EPC-antagonisierender Wirkung, könnten eine therapeutische Option zur verbesserten Revaskularisierung, bzw. Neovaskularisierung von verletzten und ischämischen Regionen darstellen. Die Identifizierung von Mediatoren, die eine inhibierende oder eine aktivierende Wirkung auf EPCs ausüben, ist das Hauptziel dieser Studie.
Methoden
Mononukleäre Leukozyten aus Buffycoat wurden über Dichtegradientenzentrifugation isoliert und in Fibronectin beschichtete Kulturgefäße mit Endothelzell-Basalmedium supplementiert mit 20% Humanserum (HS, Pool von 11 gesunden Probanden), mit HS supplementiert mit steigenden Konzentrationen von rhTNF-α [5.0, 50, 500 units/ml], rhIL-1β [5.0, 50, 500 units/ml], rhTGF-β [0.1, 1.0, 10 ng/ml] oder rhVEGF165 [0.1, 1.0, 10 ng/ml] 72h bei 37°C inkubiert (alle n=7). EPCs wurden über eine simultane Aufnahme von DiL-Acetyl-LDL (DiL) und der Bindung von FITC-UEA-I-Lectin nachgewiesen. Zur Bestimmung der EPC-Zahl (EZ) wurden am Fluoreszenzmikroskop bei 200-facher Vergrößerung 5 randomisierte Gesichtsfelder ausgezählt. Mittels Durchflusszytometrie wurde die DiL-Aufnahme/Zelle (DiL/Zelle) bestimmt. Ergebnisse werden als prozentuale Veränderung zur HS-Kontrolle präsentiert. Signifikanzüberprüfung: Wilcoxon-Test, p-Werte<0.05 sind statistisch signifikant.
Ergebnisse
Nach Inkubation mit IL-1β wurde dosisabhängig eine signifikante Verringerung der EZ (5u: -81,6%; 50u: -90,3%; 500u: -97,9%) und DiL/Zelle gefunden (5u: -42,3%; 50u: -77,7%; 500u: -82%). Inkubation mit TNF-α führte zu ähnlichen Ergebnissen für die EZ (5u: -54,5%; 50u: -71%; 500u: -95,5%) und DiL/Zelle (5u: -81,6%; 50u: -90,3%; 500u: -97,9%). VEGF führte zu einer signifikanten Steigerung der EZ (0.1 ng: +15,2%, 1.0 ng: +30%, 10 ng: +42,1%) und DiL/Zelle (1.0 ng: +9%). TGF-β (1ng/ml) führte zu einer signifikanten ZZ (+23%) und DiL/Zelle (+21%), jedoch bei 10 ng/ml zu einem signifikanten Rückgang der EZ (-30,2%) und DiL/Zelle (-15,6%).
Schlussfolgerungen
Die mobilisierende Wirkung von VEGF auf EPCs ist bekannt. Es konnte aber hier zum erstenmal gezeigt werden, dass die proinflammatorischen Mediatoren IL-1β und TNF-α die EPC Differenzierung inhibieren. Interessant ist der Effekt von TGF-β. Während geringe Konzentrationen die Differenzierung fördern, so haben Konzentrationen >1 ng/ml die gegenteilige Wirkung. Die Analyse der zugrunde liegenden Signaltransduktionswege und eine potentiell proapoptotische Wirkung hoher TGF-β Konzentrationen sind weiter aufzuklären, um die Bedeutung von EPCs nach Polytrauma weiter zu verstehen.