Eine der häufigsten kardiovaskulären Erkrankungen ist die Atherosklerose. Bei der Entstehung einer Atherosklerose spielt eine Hyperlipoproteinämie eine entscheidende Rolle. Ein weiterer Faktor für die Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen ist ein hoher Blutdruck. In dieser Arbeit wurde eine mögliche Interaktion zwischen Lipoproteinen und den blutdruckregulierenden Endothelin- und Renin-Angiotensin-Systemen untersucht. Weiterführende Analysen erfolgten an Rezeptoren für die Aufnahme von nLDL und oxLDL. Abschließend wurden Signalwege untersucht, die durch nLDL und oxLDL aktiviert werden. Tierexperimentielle Untersuchungen in Aorten und Herzen fettreich gefütterter Wildtyp- Mäuse unterstützen die Zellkultur-Ergebnisse einer Induzierung des Endothelin-Systems durch erhöhte Lipoproteine. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit neue Mechanismen der Interaktion von Lipoproteinen und blutdruckregulierenden Systemen in Endothelzellen. Die Rezeptoren scheinen dabei eine Schlüsselrolle zu spielen. Dies spricht für eine Potenzierung von Hyperlipoproteinämie und Hypertonie bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Hypertonie ist die häufigste adipositas-assoziierte Erkrankung. Das vermehrt vorhandene Fettgewebe könnte von pathophysiologischer Bedeutung sein, da es eine Reihe von Substanzen sezerniert, die die Blutdruckregulation beeinflussen. Hinweise auf eine Rolle des adipocytären Renin-Angiotensin Systems für die Hypertonie ergeben sich aus der Assoziation von Adipositas und einer gesteigerten systemischen Aktivität des Renin-Angiotensin Systems, sowie aus dem Nachweis im Tiermodell, dass adipocytär gebildetes Angiotensinogen in die systemische Zirkulation gelangt. In der vorliegenden Untersuchung wurden 12 schlanke Normotonikerinnen, 8 adipöse Normotonikerinnen und 10 adipöse Hypertonikerinnen charakterisiert und die adipocytäre Genexpression des Renin-Angiotensin Systems untersucht. Adipocyten wurden mittels Nadelbiopsie und Kollagenaseverdau gewonnen, die Genexpression wurde durch real-time RT-PCR bestimmt. Der Vergleich der drei Gruppen zeigt, dass Adipositas mit einer Reduktion der Angiotensinogen-Expression einhergeht, die adipositas-assoziierte Hypertonie mit einer gesteigerten Expression von Renin, Angiotensin-Converting-Enzyme und Angiotensin II-Typ 1-Rezeptor. Dies führt zu der Hypothese, dass im Fettgewebe adipöser Hypertoniker vermehrt Angiotensin II gebildet wird und könnte den positiven Einfluß von ACE-Hemmern auf die Insulinresistenz und die Verringerung der Neuerkrankungsrate an Diabetes mellitus Typ 2 erklären. / Adipose tissue secretes vasoactive substances which may contribute to the development of obesity-related hypertension. We aimed to study the differential expression of renin-angiotensin system genes in subcutaneous abdominal adipocytes of 12 lean normotensive, 8 obese normotensive, and 10 obese hypertensive women in a cross-sectional study. 24h ambulatory blood pressure measurement, clinical chemistry, and anthropometry were used to characterize the volunteers. Adipocytes were obtained by abdominal subcutaneous needle biopsy and collagenase digestion. Gene expression was studied by quantitative real time RT-PCR. While expression of the angiotensinogen gene was significantly lower in adipocytes from both obese groups, the renin, angiotensin-converting enzyme and angiotensin II-type 1-receptor genes were significantly upregulated in obese hypertensives. In conclusion, renin-angiotensin system genes are differentially regulated in human obesity and hypertension. The data obtained suggest increased formation of angiotensin II in adipose tissue of obese hypertensive subjects. The role of the adipose-tissue renin-angiotensin system in the development of obesity-associated hypertension or metabolic disease clearly warrants further study.

Das Renin-Angiotensin-System ist nachweislich in die Entwicklung der schwangerschaftsspezifischen Erkrankung Präeklampsie involviert. Ziel der Arbeit ist die Charakterisierung der Effekte des zirkulierenden sowie uteroplazentaren Renin-Angiotensin-Systems im Rattenmodell. Wurden weibliche Ratten, transgen für humanes Angiotensinogen, mit männlichen Ratten, transgen für humanes Renin verpaart, so entwickelten sie während der Schwangerschaft Bluthochdruck und Proteinurie, während die umgekehrte Kreuzung diese Hauptsymptome der Präeklampsie nicht zeigte. Weiterhin wurde mit einer Kontrollgruppe sowie einer Angiotensin II behandelten Gruppe gearbeitet. Chronisch, systemische Angiotensin II Infusion (1000 ng/kg/min) erhöhte zirkulierendes Angiotensin II während in der umgekehrten, Präeklampsie-negativen Kreuzung uteroplazentares Angiotensin II erhöht war. In der Präeklampsie-positiven Gruppe war Angiotensin II zirkulär und uteroplazentar erhöht. Bluthochdruck und Albuminurie waren alleinig in den Tiermodellen mit erhöhtem zirkulierendem Angiotensin II nachweisbar. In der Kontrollgruppe kam es während der Schwangerschaft zu einer physiologischen Herzhypertrophie, während in der Präeklampsie-positiven Gruppe Anzeichen einer pathologischen Herzhypertrophie nachweisbar waren. Weiterhin unterstützte uteroplazentares Angiotensin II die tiefe Invasion von Trophoblasten in plazentafernen Spiralarterien, während zirkulierendes Angiotensin II die Trophoblasteninvasion im gesamten mesometrialen Dreieck diffus förderte. In Zellkulturexperimenten konnte gezeigt werden, dass Angiotensin II die Mobilität und die Invasion einer Trophoblastenzelllinie förderte. Ebenso erhöhte Angiotensin II die Migration von Trophoblasten in Plazentakulturen. Diese Ergebnisse verdeutlichen den unterschiedlichen Einfluss des zirkulierenden und uteroplazentaren Renin-Angiotensin-Systems auf die Schwangerschaft und tragen damit zum Verständnis pathologischer Prozesse bei, die zu Präeklampsie führen. / Dysregulation of the renin-angiotensin-system is important in preeclampsia, a pregnancy specific disorder, characterized by high blood pressure and albuminuria. Aim of this study is to characterize the effects of circulation and uteroplacental renin-angiotensin-system during pregnancy in a rat model. Female rats transgenic for the human angiotensinogen gene crossed with males transgenic for the human renin gene develop preeclampsia, whereas those of the opposite cross do not. We used this model to study the role of angiotensin II in trophoblast invasion, which is shallow in human preeclampsia but deeper in this model. We investigated the following groups: preeclampsia rats, opposite-cross rats, angiotensin II–infused rats and control rats. Angiotensin II infusion increased only circulating angiotensin II levels, opposite cross influenced only uteroplacental angiotensin II and preeclampsia rats showed increased circulating and uteroplacental angiotensin II. Blood pressure and albuminuria occurred in the models with high circulating angiotensin II but not in other models. Control rats showed physiological heart hypertrophy during pregnancy whereas pathological heart hypertrophy occurred in preeclampsia rats. High uteroplacental angiotensin II influenced deep trophoblast invasion in distant spiral arteries whilst the effect of circulating angiotensin II was more diffuse. We then studied human trophoblast cell line and villous explants derived from first-trimester pregnancy. Local angiotensin II dose-dependently increased migration, invasion and motility. The data suggest that angiotensin II stimulates trophoblast invasion in vivo in the rat and in vitro in human cells, a hitherto fore unrecognized function.

Jiang, Lili. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2011. / Includes bibliographical references (leaves 215-235). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

Chronic treatment with enalapril and valsartan significantly improved endothelium-dependent relaxations of aortas from ovariectomized rats. The present results clearly point to that chronic treatment with enalapril or valsartan reduced expression and function of RAS and associated oxidative stress, thereby augmented NO bioavailability and improved endothelium-dependent relaxations. These results provided novel evidence supporting a potential application of ACEI and ARB in the treatment of endothelial dysfunction-associated vascular complications in postmenopausal women. / Functional studies showed that acetylcholine-induced relaxations in isolated aortas were impaired in a time-dependent manner, from the 4th-week to the 12th-week after ovariectomy. The impaired relaxations were partially restored by acute treatment with losartan [angiotensin II type 1 receptor (AT1R) blocker] and apocynin [NAD(P)H oxidase inhibitor]. The present results demonstrate that estrogen deficiency blunted endothelium-dependent relaxations due to impaired the NO bioavailability, which is closely associated with the reduced eNOS activity and elevated RAS expression and associated NAD(P)H oxidase-mediated oxidative stress in the vascular wall. / The present study shows that chronic consumption of cranberry juice restored the endothelium-dependent relaxations in aortas from ovariectomized rats. In ovariectomized rats, the phenylephrine-induced a higher active vascular tension; which was prevented by chronic consumption of cranberry juice. The present data also shows that cranberry juice administration significantly reduces the elevated serum levels of total cholesterol, triglyceride, high density lipoprotein (HDL) cholesterol, non-HDL (nHDL) cholesterol, and nHDL/HDL. The active ingredients in the cranberry juice organic extract accounting for the vascular benefit remain to be further examined even though the extract causes endothelial NO-dependent relaxations in normal rat aortas and contains several bioactive compounds, some of which may protect the vascular function. This study provides the first line of evidence concerning a significant vascular benefit of chronic consumption of cranberry juice during estrogen deficiency. (Abstract shortened by UMI.) / The present study used ovariectomized female rats that mimic the "equivalent" state of menopause in human and investigated whether dysregulation of RAS components contribute to endothelial dysfunction and whether chronic treatment with ACEI (enalapril) or ARB (valsartan) could restore endothelial function in ovariectomized rats. / The second objective of the present study was to investigate whether or not consumption of cranberry juice, a popular drink in Western countries, could restore endothelial function during estrogen deficiency and to elucidate the cellular mechanisms underlying the improved endothelial function. / Yung, Lai Ming. / Adviser: Huana Yu. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 70-06, Section: B, page: 3252. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 148-168). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese. / School code: 1307.

In the first study, I aimed to compare the angiotensin II type 1 receptor (AT1R) expression levels of the isolated pancreatic islets from normal and mouse model of T2DM. In addition, 4-week-old diabetic mice were orally treated with AT1R antagonist losartan for 8 weeks. It is found that AT1R mRNA was upregulated markedly in diabetic islets and double-immunolabeling confirmed that AT1R was localized to beta-cells. Losartan selectively improved glucose-induced insulin release and (pro)insulin biosynthesis in diabetic islets. Oral losartan treatment delayed the onset of diabetes, and reduced hyperglycemia and glucose intolerance in diabetic mice. These data indicate that AT1R antagonism improves beta-cell function and glucose tolerance in young T2DM mice. / In the second study, I aimed to examine how the upregulated RAS could impair beta-cell function, where oxidative stress is the potential mediator. Meanwhile, T2DM results in oxidative stress-mediated activation of uncoupling protein 2 (UCP2), a negative regulator of islet function. Thus, it was postulated that some of the protective effects of AT1R antagonism might be mediated through interference with this pathway and tested this hypothesis in a mouse model of T2DM. In order to achieve this, losartan was given to 4-week-old diabetic mice for 8 weeks. UCP2-driven oxidative damage and apoptosis were analyzed in isolated islets. Results showed that losartan selectively inhibited oxidative stress via NADPH oxidase downregulation; this in turn suppressed UCP2 expression, thus improving beta-cell insulin secretion while decreasing apoptosis-induced beta-cell mass loss in diabetic mice islets. These data indicate that islet AT1R activation in young diabetic mice can lead to progressive islet beta-cell failure through UCP2-driven oxidative damage and apoptosis. / The mechanisms by which chronic hyperglycemia associated with glucotoxicity causes beta-cell dysfunction and apoptosis remain ambiguous. Voltage-gated outward potassium (Kv) current, which mediates beta-cell membrane potential and limits insulin secretion, could play a role in glucotoxicity. Meanwhile the RAS has been shown to be upregulated by prolonged exposure to high glucose. In the third part of my study, I therefore investigated the effects of prolonged exposure to high glucose and angiotensin II (Ang II) on the expression and activity of Kv channels in mouse pancreatic beta-cell. Dissociated mice beta-cells, incubated in 5.6 mM or 28 mM glucose for 3-5 days, were used for electrophysiological study; while isolated islets cultured for 1-7 days were proceeded for gene/protein expression analysis. Both Kv channel expression and current were markedly increased by prolonged glucose incubation. Simultaneously, Ang II reduced Kv current under normal glucose condition, while high glucose incubation abolished the effect of Ang II. Moreover, the ability of Ang II on Kv current reduction was eliminated by inhibiting AT2R but not AT1R. These data indicated that Ang II reduced Kv current via AT2R, which was abolished by prolonged high glucose incubation. On the other hand, high glucose increased Kv channel expression and current, which might alter the ability of insulin secretion in beta-cell. (Abstract shortened by UMI.) / Chu, Kwan Yi. / Adviser: P. S. Leung. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 70-06, Section: B, page: 3246. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 163-188). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese. / School code: 1307.

Diabetic nephropathy (DN) is one of the leading causes of end stage renal disease (ESRD) in western world and has a trend to spread in developing countries. Pathogenesis of DN is not fully elucidated. Studies of recent years showed that podocyte loss and activation of the rennin-angiotensin system (RAS), especially intra-renal RAS, played important roles in this process. Although renal biopsy is currently the most common way used to determine the expression pattern of podocyte and RAS associated molecules in DN, this invasive procedure has its own risk and is not practical for serial monitoring. We hypothesized that measurement of messenger ribonucleic acid (mRNA) expression of related genes in the urinary sediment might be a useful way to assess the severity of DN. / Firstly, we found that urinary mRNA expressions of podocyte-associated molecules nephrin, podocin, synaptopodin, Wilm's tumor-1 (WT-1) and alpha-actinin-4 were higher in patients with DN than in healthy controls, and urinary nephrin, podocin and synaptopodin expression was related to proteinuria and baseline renal function. In addition, there was a close relationship between urinary mRNA expression of type 2 angiotensin converting enzyme (ACE2), a key element of RAS, and the degrees of proteinuria, renal function and rate of decline of glomerular filtration rate (GFR). Urinary mRNA expression of ACE also inversely correlated with the rate of renal function decline. / In the next step, we studied the change in urinary mRNA expression of nephrin, podocin, synaptopodin, ACE and ACE2 in patients with DN treated with angiotensin converting enzyme inhibitor (ACEI) and addition of angiotensin receptor blocker (ARB). We found that urinary mRNA expression of podocin, synaptopodin and propably nephrin increased with disease progression, and percentage change in urinary podocin expression negatively correlated with rate of decline of GFR. Furthermore, serial measurement of urinary expression of nephrin and possibly synaptopodin may reflect therapeutic response to ARB in these patients. Urinary mRNA expression of ACE and ACE2, however, remained unchanged during the study duration and did not correlate with therapeutic response. / In this series of work, we investigated (i) the relation between the gene expression profile of podocyte-associated molecules and RAS related molecules in the urinary sediment and the severity of DN, including clinically defined parameter of disease severity, histological scarring, and the degree of intra-renal podocyte loss, (ii) the relation between urinary and intra-renal gene expression of patients with DN, (iii) the application of urinary gene expression on the monitoring of disease progression and therapy response of DN. The urinary mRNA expression of related genes was quantified by real-time quantitative polymerase chain reaction (RT Q-PCR). The intra-renal mRNA expression of related genes was studied from the histologic specimens of kidney biopsy by laser catapult microdissection (LCM) and RT Q-PCR. The degree of renal scarring was determined by morphometric analysis. Glomerular podocyte number was determined by stereological study on serial sections of renal biopsy specimen. / Taken together, our results suggest that although urinary mRNA expression of podocyte and RAS associated molecules is not related to intra-renal expression, urinary expression has the potential to be used as a non-invasive tool to assess the severity and progression of DN, and serial measurements of urinary gene expression of podocyte associated molecules may be used to reflect therapy response for patients with DN. Our findings also indicate that the information from urinary gene expression is supplementary to, but not a surrogate of, the data obtained from renal biopsy. / We then examined the relation between urinary gene expression and histological changes in the kidney. We found that urinary WT-1 expression correlated with the degree of kidney fibrosis. Unlike intra-renal expression, urinary mRNA expression of podocyte associated molecules did not correlate with glomerular podocyte number. There was also no association between urinary and intra-renal mRNA expression. / Wang, Gang. / Adviser: Cheuk Chen Szeto. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 70-06, Section: B, page: 3423. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2008. / Includes bibliographical references (leaves 156-180). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [200-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstracts in English and Chinese. / School code: 1307.

Eine der häufigsten kardiovaskulären Erkrankungen ist die Atherosklerose. Bei der Entstehung einer Atherosklerose spielt eine Hyperlipoproteinämie eine entscheidende Rolle. Ein weiterer Faktor für die Entstehung kardiovaskulärer Erkrankungen ist ein hoher Blutdruck. In dieser Arbeit wurde eine mögliche Interaktion zwischen Lipoproteinen und den blutdruckregulierenden Endothelin- und Renin-Angiotensin-Systemen untersucht. Weiterführende Analysen erfolgten an Rezeptoren für die Aufnahme von nLDL und oxLDL. Abschließend wurden Signalwege untersucht, die durch nLDL und oxLDL aktiviert werden. Tierexperimentielle Untersuchungen in Aorten und Herzen fettreich gefütterter Wildtyp- Mäuse unterstützen die Zellkultur-Ergebnisse einer Induzierung des Endothelin-Systems durch erhöhte Lipoproteine. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit neue Mechanismen der Interaktion von Lipoproteinen und blutdruckregulierenden Systemen in Endothelzellen. Die Rezeptoren scheinen dabei eine Schlüsselrolle zu spielen. Dies spricht für eine Potenzierung von Hyperlipoproteinämie und Hypertonie bei der Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

In der vorliegenden Untersuchung wurde der Einfluss des AT1-R -Antagonisten Valsartan auf die Nierenfunktion bei nierentransplantierten Ratten mit der Fragestellung analysiert, ob eine Langzeittherapie mit diesem Wirkstoff einen positiven Effekt auf die Nierenfunktion entfaltet und sich somit sein Einsatz gegen die Entwicklung einer chronischen Transplantatnephropathie empfiehlt. Die über den gesamten Versuchszeitraum gegenüber der allogenen Kontrollgruppe signifikant erhöhten Urinvolumina stellen allein kein Indiz für eine bessere Nierenfunktion unter Therapie mit Valsartan dar. Dieses Ergebnis ist am ehesten durch Veränderungen der glomerulären Hämodynamik post transplantationem zu erklären. Wie nunmehr in mehreren tierexperimentellen Untersuchungen und klinischen Patientenstudien nachgewiesen worden ist, zeigt sich auch in der Synopsis der eigenen Befunde ein signifikant günstigerer Verlauf des Serumkreatinins, des Serum-BUN, der Kreatinin-Clearance sowie der Proteinurie unter Blutdrucksenkung mit dem AT1-R-Antagonisten Valsartan. An einigen Zeitpunkten der Studie waren die Ergebnisse allerdings statistisch nicht signifikant. Eine positive Wirkung auf die Transplantatfunktion und auf das Langzeitüberleben der Versuchstiere ist anzunehmen, ist aber in dieser Studie nicht weiter verfolgt worden. Eine Untersuchung mit einer größeren Anzahl von Versuchstieren und über einem längeren Versuchzeitraum hin scheint sinnvoll, um signifikante Unterschiede zwischen den Kontrollgruppen und der Versuchgruppe unter Valsartan zu belegen. Die im Vergleich zu den Kontrollgruppen geringere Entwicklung des Körpergewichts hatte bei der o.g. Fragestellung keine Relevanz. Wie in zahlreichen klinischen Studien für die Progredienz des chronischen Nierenversagens seit längerem eindrucksvoll belegt ist, scheint eine pharmakologische Blockade des RAAS auch einen protektiven Effekt auf die Entstehung einer chronischen Transplantatnephropathie zu entfalten. Die eigene Untersuchung liefert hinreichend Belege für diese Vermutung. Auch wenn in einzelnen Studien über negative Auswirkungen einer Blockade des RAAS auf die Transplantatfunktion berichtet worden ist, gibt es genügend Anhaltspunkte für einen günstigeren Verlauf nach Transplantation sowohl in Tierversuchen als auch für den transplantierten Patienten. Das allmähliche Fortschreiten der chronischen Transplantatnephropathie kann damit allerdings nicht ganz aufgehalten werden. Somit bleibt trotz dieser erfolgversprechenden experimentellen Ergebnisse nach Organtransplantation durch diese neuen Therapieansätze (Immunsuppressiva, RAAS-Blockade, Plasmapherese u.a.) die chronische Transplantat-Abstoßung immer noch ein therapeutisch fortbestehendes Problem. Weitere Untersuchungen über die Zusammenhänge immunologischer sowie nicht-immunologischer Ursachen einer chronischen Transplantatnephropathie und eine Optimierung der Immunsuppression sind deshalb auch weiterhin dringend erforderlich. / In spite of the new immunosuppressive drug therapies used in renal transplants, chronic rejection continues to be a major cause of graft dysfunction after the first posttransplant year. This so called chronic allograft nephropathy is characterized by a slow but variable decrease in renal function appearing months or years after transplantation, is often accompanied or proceded by proteinuria ans hypertension and does not respond to immunosuppressive therapy. In our study we could show that posttransplant therapy with the angiotensin-II-receptor antagonist Valsartan improves chronic renal allograft nephropathy in Lewis rats. A similar effect on long-term survival of human kidney transplants can be supposed. Nevertheless further investigations have to be done in oder to understand all immunologigal and non immunological mechanisms of renal chronic rejection and to improve therapies.

Doktorarbeit über den Einfluss von Aldosteron auf den intrazellulären Betarezeptorsignalweg. Erklärungsansatz für profibrotische Effekte von Aldosteron. / Dissertation about the influence of aldosterone on the intracellular beta receptor pathway. Proposal for a mechanism by which aldosterone may act profibrotic.