Die Rolle des G-Protein-Regulators RGS5 in der Karzinogenese und im Kreislaufsystem
Das Ziel dieser Arbeit war die Analyse der Funktion von RGS5 in der Karzinogenese und bei der Blutdruckregulation. Wir definieren den G-Protein-Regulator RGS5 als neuen Perizytenmarker in einem murinen b-Zellkarzinom-Modell. Während der Tumorentwicklung wird RGS5 in einer PDGFRb+-Perizytensubpopulation zeitgleich mit der Gefäßneubildung induziert. RGS5 kennzeichnet eine unreife Perizytenform, die ein therapeutisch relevantes Angriffsziel in der Antiangiogenese-tumortherapie darstellt. Die Expression von RGS5 erfolgt auch in normalen Geweben, in denen eine aktive Gefäßneubildung stattfindet. Dies wird im Granulationsgewebe subkutaner Hautwunden, als auch im Ovar demonstriert. Die Angiogeneseabhängigkeit der RGS5-Expression wird weiterhin in therapierten Tumoren gezeigt. So wird RGS5 in soliden Tumoren im Verlauf einer Tumortherapie mit der Hemmung der Angiogeneseprozesse herunterreguliert, wobei gleichzeitig eine Normalisierung der Tumorgefäßstruktur stattfindet. Die Expression von RGS5 korreliert daher nicht nur mit dem Einschalten der Angiogenese, sondern auch mit ihrem Ausschalten. Die RGS5-Induktion in Tumorperizyten verdeutlich, dass nicht nur Endothelzellen während der Tumorangiogenese molekulare Veränderungen erfahren, sondern dass Perizyten gleichsam diesem Wandel unterworfen sind. Sie sind damit für die Tumortherapie außerordentlich bedeutsam. Die RGS5-Menge wird auf der Transkriptionsebene und über die Degradationsrate reguliert. Wir demonstrieren, dass RGS5 in vivo sehr instabil ist und schnell über den proteasomabhängigen „N-End“-Weg abgebaut wird. Zudem wird RGS5 in äußerst geringen Mengen endogen exprimiert. Die präzise Koordination der Synthese- und Abbaurate ermöglicht eine schnelle Adaptation in einer wechselnden Mikroumgebung, wie dies während der Tumorentwicklung der Fall ist. Durch 2-Hybridscreening identifizieren wir unter anderem die Adenylatzyklase 3, die in vaskulären SMC ebenso wie RGS5 Hauptwege der Proliferation, Migration und Kontraktion inhibiert. Möglicherweise wird der Gefäßtonus, der durch die Kontaktion der SMC bestimmt wird, synergistisch durch RGS5 und die Adenylatzyklase gesteuert. Tumorgefäße in RGS5-/--Tieren unterscheiden sich grundlegend von RGS5-positiven Tumorgefäßen. Sie erscheinen „normalisiert“ und ähneln Normalgefäßen oder Gefäßen in therapierten Tumoren. In Abwesenheit von RGS5 wird infolgedessen ein Normalisierungsprozess induziert. Als Teil einer neuen Antiangiogenesetherapie ist die Normalisierung gegenwärtig von großen Interesse. RGS5-/--Tiere weisen Plazentadefekte und eine verzögerte Gefäßneubildung während der Wundheilung auf. Das Fehlen von RGS5 ist von einer erhöhten prä- und postnatalen Sterblichkeit begleitet, die mit den beobachteten Gefäßanomalien in Zusammenhang stehen könnte. Erstmals zeigen wir, dass RGS5 an der Relaxation der Widerstandsgefäße, sowie an der NO-vermittelten Relaxation der Aorta, beteiligt ist. Wir vermuten, dass RGS5 für die Gefäßintegrität wesentlich ist und eine wohlmöglich kritische Rolle bei der Regulation des Blutflusses spielt.
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