Oncostatin M (OSM) is a cytokine of the interleukin-6 family and released in the early
phase of inflammation by neutrophils, activated macrophages, dendritic cells, and T
lymphocytes. Its roles in physiology and disease are not entirely understood yet. It
has been shown recently that substantial amounts of OSM are found in atherosclerotic
plaques.
The first part of this thesis addresses the effects of OSM on vascular smooth muscle
cells (VSMCs). This cell type is known to contribute to atherogenesis and expresses
the type I and type II OSM receptor complexes. This study revealed that OSM is a
strong inducer of an array of genes which have recently been shown to play important
roles in atherosclerosis. Investigation of VSMCs isolated from OSMRbeta-deficient
(Osmr-/-) mice proved that the regulation of these target genes is entirely dependent
on the activation of the type II OSMR complex. In addition to OSM, other cytokines
expressed by T lymphocytes were found to contribute to plaque development. According
to earlier publications, the influence of IL-4, IL-13, and IL-17 on the progression of
plaques were discussed controversially. Nevertheless, for the regulation of investigated
atherosclerotic target genes and receptor complexes in VSMCs, they seemed to play a
minor role compared to OSM. Only the expression of the decoy receptor IL-13Ralpha2 - a
negative feedback mechanism for IL-13-mediated signalling - was strongly induced after
treatment with all mentioned cytokines, especially when VSMCs were primed with OSM
before stimulation.
The second part of this thesis focuses on the role of OSM during the progression of
atherosclerosis in vivo. Therefore, Ldlr-/-Osmr-/- mice were generated by crossing Ldlr-/-
mice - a typical mouse model for atherosclerosis - with Osmr-/- mice. These double-deficient
mice together with Ldlr-/-Osmr+/+ mice were set on cholesterol rich diet (Western
diet, WD) for 12 weeks before they were sacrificed. Determination of body and
organ weight, staining of aortas and aortic roots as well as gene expression profiling
strongly suggested that Ldlr-/-Osmr-/- mice are less susceptible for plaque development
and weight gain compared to Ldlr-/-Osmr+/+ mice. However, further experiments and
additional controls (C57Bl/6 and Osmr-/- mice) on WD are necessary to clarify the
underlying molecular mechanisms.
Taken together, the interleukin-6-type cytokine OSM is a strong inducer of an array of
target genes involved in de-differentiation and proliferation of VSMCs, a process known
to contribute substantially to atherogenesis. Further in vivo studies will help to clarify
the role of OSM in atherosclerosis. / Oncostatin M (OSM) gehört zur Familie der Interleukin-6-Typ Zytokine und wird in
der frühen Phase der Inflammation von Neutrophilen, aktivierten Makrophagen, dendritischen
Zellen und T-Lymphozyten freigesetzt. Seine Rolle in der Physiologie und
Erkrankung ist noch nicht gänzlich verstanden. Vor kurzem konnte gezeigt werden, dass
eine wesentliche Menge an OSM in arteriosklerotischen Plaques vorhanden ist.
Der erste Teil dieser Dissertation thematisiert den Effekt von OSM auf vaskuläre glatte
Muskelzellen (vascular smooth muscle cells, VSMCs). Dieser Zelltyp trägt zur Entstehung
der Arteriosklerose bei und exprimiert sowohl den Typ I als auch den Typ II
OSM Rezeptor-Komplex. Diese Studie zeigt, dass OSM ein starker Induktor einer
Reihe von Genen ist, von denen kürzlich gezeigt wurde, dass sie eine wichtige Rolle
in der Arteriosklerose spielen. Eine Untersuchung an VSMCs, isoliert aus OSMRbeta-
defizienten (OSMR-/-) Mäusen, bewies, dass die Regulation der Zielgene gänzlich von
der Aktivierung des Typ II OSMR-Komplexes abhängig ist. Neben OSM wurden auch
andere, von T-Lymphozyten exprimierte Zytokine gefunden, die zur Entwicklung von
Plaques beitragen. Laut vorheriger Publikationen wurde der Einfluss von IL-4, IL-
13 und IL-17 auf die Plaqueprogression kontrovers diskutiert. Dennoch scheinen diese
Zytokine verglichen mit OSM für die Regulation der hier untersuchten, arteriosklerotischen
Zielgene und Rezeptorkomplexe in VSMCs nur eine untergeordnete Rolle zu
spielen. Lediglich die Expression des Köderrezeptors (decoy receptor) IL-13Ralpha2, der
eine negative Rückkopplung der IL-13 vermittelten Signaltranduktion darstellt, wurde
durch die Behandlung mit den oben genannten Zytokinen stark induziert. Dies geschieht
insbesondere dann, wenn VSMCs vor der Stimulation mit OSM vorbehandelt wurden.
Der zweite Teil befasst sich mit der Rolle des OSM während der Enstehung von Arteriosklerose
in vivo. Hierfür wurden Ldlr-/-Osmr-/- Mäuse durch Kreuzung von Ldlr-/- -
einem typischen Mausmodell für Arteriosklerose - mit Osmr-/- Mäusen generiert. Diese
doppeldefizienten Mäuse zusammen mit Ldlr-/-Osmr+/+ Mäusen wurden für 12 Wochen
auf eine cholesterinreiche Diät (Western diet, WD) gesetzt bevor sie geopfert wurden.
Die Bestimmung des Körpergewichts und des Gewichts der Organe, das Anfärben der
Aorten und der Aortenwurzeln sowie das Erstellen eines Gen-Expressionsprofils wies
stark darauf hin, dass Ldlr-/-Osmr-/- Mäuse weniger anällig für die Ausbildung von
Plaques und eine Gewichtszunahme sind als Ldlr-/-Osmr+/+ Mäuse. Dennoch sind weitere
Experimente und zusätzliche Kontrollen (C57Bl/6 und Osmr-/- Mäuse) nötig, um
die zugrundeliegenden, molekularen Mechanismen aufzuklären.
Zusammenfassend ist das Interleukin-6-Typ Zytokin OSM ein starker Induktor einer
Reihe an Zielgenen, die an der De-differenzierung und Proliferation von VSMCs beteiligt
sind. Dieser Prozess könnte wesentlich zur Arteriogenese beitragen. Weitere in vivo
Experimente werden helfen die Rolle des OSM in der Arteriosklerose zu verstehen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:13552 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Schäfer, Carmen |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/de/deed.de, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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