Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met samenvatting in het Nederlands.

Jena, Universiẗat, Diss., 2008.

Regensburg, Univ., Diss., 2010.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Auteursnaam op omslag: Annemarie Barendsz-Janson. Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Auteursnaam op omslag: Judy van Beijnum. Met lit. opg. - Met een samenvatting in het Nederlands.

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses von ACh und vom cholinergen Signalling in der Angiogenese. Neben der klassischen Rolle des AChs im neuronalen System, konnten es in den letzten Jahren auch in nicht-neuronal innerviertem Gewebe festgestellt werden. In dieser Arbeit konzentrierte man sich auf beobachtete cholinerge Zellen in der Aortenwand einer ChAT-eGFP-Maus und in davon ausgehenden neu gebildeten Gefäßen. Nach Durchführung des Aortenringassays nach Baker konnte zunächst nachgewiesen werden, dass es sich bei ACh um einen Angiogenese-Stimulator handelt. Eine Carbacholkonzentration von 1 µM erwies sich als bester Angiogenesestimulator. Der Inhibitorversuch mit Lenvatinib, einem Hemmer des VEGFR, zeigte, dass die cholinerge Wirkung zur Aktivierung ähnlicher angiogeneseseinhibierenden Mechanismen wie bei einer VEGF-Stimulation kommt. Bei der zeitlichen Weiterverfolgung des Versuchs konnte man feststellen, dass sich die Gefäßformation mit Dauer des Versuches ändert. Bei der immunhistologischen Analyse der neu gebildeten Gefäße wurde am ehesten eine Überlappung der ChAT-Zellen mit Zellen gefunden, die sich positiv für die Perizytenmarker NG2 und Desmin zeigten. Es ist anzunehmen, dass das ACh, exprimiert von einigen Perizyten, eine Leitschiene für das sich neu bildende Gefäß bietet und zu einem gerichteten Wachstum führt. Vor Kurzem wurde in der Wand erwachsener Blutgefäße eine Nische für Stammzellen identifiziert. Um zu untersuchen ob die ChAT-Zellen dort ihren Ursprung haben, wurde mit Stammzellmarkern gefärbt. Diese Arbeit hat mit ihren Ergebnissen eine signifikante Grundlage für weiterführende Studien geliefert. / The aim of this work was to investigate the influence of ACh and cholinergic signaling in angiogenesis. In addition to the classical role of ACh in the neuronal system, it has also been found in non-neuronally innervated tissue in recent years. In this work, attention was focused on observed cholinergic cells in the aortic wall of a ChAT-eGFP mouse and in newly formed vessels. After the Baker aortic ring assay, it was initially demonstrated that ACh is an angiogenesis stimulator. A carbachol concentration of 1 μM proved to be the best angiogenesis stimulator. The inhibitor trial with Lenvatinib, an inhibitor of VEGFR, showed that the cholinergic effect activates similar angiogenesis-inhibiting mechanisms as in VEGF stimulation. In the follow-up of the experiment, it was found that the vessel formation changes with the duration of the experiment. In the immunohistological analysis of the newly formed vessels, an overlap of the ChAT cells with cells was found which showed positive for the pericyte markers NG2 and Desmin. It is likely that the ACh, expressed by some pericytes, provides a guidewire for the newly forming vessel and leads to directional growth. Recently, a niche for stem cells has been identified in the wall of adult blood vessels. In order to investigate whether the ChAT cells have their origin there, work continued with stem cell markers. This work has provided a significant basis for further studies with their results.

Cardiovascular disease is the most common mortality risk in the industrialized world. Myocardial infarction (MI) results in the irreversible loss of cardiac muscle, triggering pathophysiological remodelling of the ventricle and development of heart failure. Insufficient myocardial capillary density within the surviving myocardium after MI has been identified as a critical event in this process, although the underlying molecular signalling pathways of cardiac angiogenesis are mechanistically not well understood. The discovery of microRNAs (miRNAs, miRs), small non-coding RNAs with 19-25 nucleotides in length, has introduced a new level of the regulation of cardiac signalling pathways. MiRNAs regulate gene expression post-transcriptionally by binding to their complementary target messenger RNAs (mRNAs) and represent promising therapeutic targets for gene therapy. Here, it is shown that cardiac miR-24 is primarily expressed in cardiac endothelial cells and upregulated following MI in mice and hypoxic conditions in vitro. Enhanced miR-24 expression induces endothelial cell apoptosis and impairs endothelial capillary network formation. These effects on endothelial cell biology are at least in part mediated through targeting of transcription factor GATA2, histone deacetylase H2A.X, p21-activated kinase PAK4 and Ras p21 protein activator RASA1. Mechanistically, target repression abolishes respective and secondary downstream signalling cascades. Here it is shown that endothelial GATA2 is an important mediator of cell cycle, apoptosis and angiogenesis at least in part by regulation of cytoprotective heme oxygenase 1 (HMOX1). Moreover, additional control of endothelial apoptosis is achieved by the direct miR-24 target PAK4. Its kinase function is essential for anti-apoptotic Bad phosphorylation in endothelial cells. In a mouse model of MI, blocking of endothelial miR-24 by systemic administration of a specific antagonist (antagomir) enhances capillary density in the infarcted heart and preserves cardiac function. The current findings indicate miR-24 to act as a critical regulator of endothelial cell apoptosis and angiogenesis. Modulation of miR-24 may be potentially a suitable strategy for therapeutic intervention in the setting of ischemic heart diseases. / Kardiovaskuläre Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in der industrialisierten Welt. Nach Myokardinfarkt (MI) kommt es zum Verlust kardialen Gewebes und zu pathologischen Umbauprozessen im Herzen, die oftmals in einer Herzinsuffizienz münden. Dabei spielt eine insuffiziente Gefäßversorgung im überlebenden Myokard eine wichtige Rolle. Zugrunde liegende molekulare Mechanismen oder gentherapeutische Strategien zur Verbesserung der Angiogenese nach MI sind jedoch nur unzureichend verstanden und etabliert. Die Entdeckung sogenannter microRNAs (miRNAs, miRs), kleiner nicht-kodierender RNAs mit einer Länge von 19-25 Nukleotiden, zeigt eine neue Ebene der Komplexität bei der Regulation kardiovaskulärer Signalwege auf. So regulieren miRNAs die Genexpression posttranskriptional durch inhibitorische Bindung an komplementäre messenger RNAs. Die Modulation von miRNAs und damit nachfolgenden Gen-Netzwerken könnte daher ein wichtiger Baustein bei der Entwicklung neuer Therapiestrategien in der kardiovaskulären Medizin werden. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass kardiale miR-24 überwiegend in kardialen Endothelzellen exprimiert ist und nach Myokardinfarkt im Mausmodell sowie nach Hypoxie in vitro hochreguliert wird. Die verstärkte miR-24-Expression induziert endotheliale Apoptose und vermindert die Kapillarbildungsfähigkeit endothelialer Zellen in einem Angiogeneseassay. Diese funktionalen Defekte werden über die Repression des Transkriptionsfaktors GATA2, der Histon-Deacetylase H2A.X, der p21-aktivierten Kinase PAK4 und dem p21 Protein-Aktivator RASA1 vermittelt. GATA2 wird in dieser Arbeit als wichtiger Faktor für die Zellzykluskontrolle, Apoptose und Angiogenese beschrieben, wobei die Regulation direkter Effektoren wie Hämoxygenase 1 (HMOX1) essentiell ist. Weiterhin wird über die miR-24-abhängige Modulation von PAK4 endotheliale Apoptose kontrolliert. PAK4 weist eine anti-apoptotische Funktion auf, indem es zu einer Phosphorylierung des Proteins Bad führt. Die spezifische Repression endogener miR-24 durch einen Antagonisten (Antagomir) in einem murinen MI-Modell erhöht die Kapillardichte im infarzierten Gewebe und verbessert die kardiale Funktion. Zusammenfassend zeigen die Erkenntnisse dieser Arbeit eine wichtige Funktion für miR-24 bei der Regulation endothelialer Apoptose und Angiogenese. Die Modulation von miR-24 könnte ein interessantes neues therapeutisches Konzept zur Verbesserung der Angiogenese nach MI darstellen.