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Title
The role of heme Osygenase-1 in DHA treated hPASMC / Gabriel Stulnig
AuthorStulnig, Gabriel
CensorFrank, Sasa
Published2011
DescriptionIV, 61 Bl. : Zsfassung ; graph. Darst.
Institutional NoteGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2011
Annotation
Zsfassung in dt. Sprache
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (GND)Pulmonale Hypertonie / Proliferation / Glatte Muskulatur / Docosahexaensäure / Pulmonale Hypertonie / Proliferation / Glatte Muskulatur / Docosahexaensäure / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-27666 Persistent Identifier (URN)
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The role of heme Osygenase-1 in DHA treated hPASMC [2.1 mb]
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Abstract (German)

Zielsetzung: Pulmonaler arterieller Hochdruck ist gekennzeichnet durch Proliferation glatter Muskelzellen (hPASMC) in pulmonaren Blutgefäßen. Unsere Arbeitsgruppe zeigte, dass die ?-3 Fettsäure DHA die Proliferation von hPASMC durch Induktion von ER Stress und Apoptose inhibiert. Des Weiteren ist Häm Oxygenase-1 (HO-1) in DHA behandelten Zellen signifikant hoch reguliert. Ziel meiner Diplomarbeit war es, die Rolle von HO-1 in DHA behandelten hPASMC zu untersuchen.Methoden: Humane zentrale pulmonare Arterien wurden von Patienten während Lungenoperationen isoliert und primäre hPASMC kultiviert. Die Genregulation wurde auf mRNA-Ebene (qPCR) und Protein-Ebene (Western Blot) untersucht. Entstehung von ROS und Induktion von Apoptose wurden mittels Durchflusszytometrie (FACS) gemessen. Zellproliferation wurde per 3H-Thymidin Aufnahme quantifiziert.Resultate: DHA induzierte HO-1 in hPASMC Dosis- und Zeitabhängig aufgrund der Bildung von ROS. Induktion von ROS führte zu ER Stress, Apoptose und zur Inhibition der Zellproliferation. Knock down von HO-1 per siRNA resultierte in erhöhten ROS Werten, verlängertem ER Stress und erhöhter Apoptose in DHA behandelten Zellen. Die Zellproliferation wurde durch HO-1 knock down in DHA behandelten Zellen nicht verändert. Allerdings führte Hemin Behandlung zu reduzierter Proliferation, höchstwahrscheinlich aufgrund der Induktion von HO-1.Schlussfolgerungen: DHA induziert HO-1 aufgrund der Bildung von ROS. HO-1 wirkt zytoprotektiv durch Verminderung von ROS, ER Stress und Apoptose. Allerdings übersteigt DHA induzierter oxidativer Stress die antioxidativen Kapazitäten von HO-1. Des Weiteren wirkt HO-1 anti proliferativ in Hemin behandelten Zellen. Die zytoprotektiven und anti proliferativen Eigenschaften von HO-1 heben dieses Enzym als mögliches therapeutisches Ziel zur Behandlung kardiovaskulärer Krankheiten hervor.

Abstract (English)

Objective: Pulmonary arterial hypertension is characterized by smooth muscle cell hyperproliferation. We previously showed that the ?-3 fatty acid DHA reduces primary human pulmonary artery smooth muscle cell (hPASMC) proliferation via the induction of ER stress and ultimately apoptosis. Heme oxygenase-1 (HO-1) was found to be markedly up-regulated in DHA treated hPASMC. The aim of my diploma thesis was to investigate the impact of HO-1 on DHA mediated effects in hPASMC.Methods: Primary hPASMC were isolated from human central pulmonary arteries from patients undergoing lung surgery. Gene induction on mRNA and protein level was determined by quantitative PCR and Western blots, respectively. ROS generation and apoptosis was measured with fluorescent activated cell sorting (FACS). Proliferation was quantified with 3H-thymidine incorporation assays.Results: DHA induced HO-1 in hPASMC dose-and time dependently via the generation of reactive oxygen species (ROS). DHA mediated ROS generation resulted in ER stress, apoptosis and inhibition of hPASMC proliferation. Knock down of HO-1 with HO-1 silencing RNA heightened ROS generation, prolonged the ER stress response and increased apoptosis compared to controls. Knock down of HO-1 did not alter cell proliferation in DHA treated cells compared to controls. However, hemin treatment inhibited hPASMC proliferation, most likely via HO-1 induction.Conclusions: DHA induces HO-1 by the generation of ROS. HO-1 is cytoprotective and attenuates DHA induced ROS generation, ER stress and apoptosis. However, oxidative stress induced by in vitro DHA incubation exceeds the anti-oxidative capacity of HO-1. The effect of HO-1 on hPASMC proliferation is dependent on the properties of the HO-1 inducer. Hemin treatment induces HO-1 dependent inhibition of hPASMC proliferation. The cytoprotective and anti-proliferative properties of HO-1 highlight HO-1 as an inducible target enzyme for the prevention and therapy of cardiovascular disease.