CD36, S100A4 und FKBP1– Hypoxie-induzierte Gene bei pulmonaler Hypertonie im Maus-Modell

Hintergrund: Chronische Hypoxie beeinflusst die Genexpression in der Lunge. Sie induziert pulmonalen Hochdruck sowie vaskuläres Remodelling. Wir haben die Lasermikrodissektion in Kombination mit Array-Screenings eingesetzt, um gezielt die Genexpression im vaskulären Kompartiment der Lunge zu analysieren. Methoden: Die Untersuchungen wurden an Mäusen durchgeführt, die bis zu 21 Tage einer Hypoxie (FiO₂=0,1) ausgesetzt waren. Zur Detektion dienten Nylon-cDNA-Arrays mit 1.176 Spots. Die als reguliert gefundenen Gene wurden mittels realtime PCR validiert. Die Proteinexpression wurde mittels Immunohistochemie überprüft. Ergebnisse: Nach eintägiger Hypoxie wurden vor allem Transkriptionsfaktoren und Ionenabhängige Proteine als reguliert gefunden. Nach 7 und 21 Tagen dominierten Gene, die der Synthese bzw. dem Abbau von Matrix dienten, was auf strukturelle Umbauprozesse schließen ließ. Ca. 2% der Gene waren nach 1 Tag hochreguliert. Die Mehrzahl dieser Gene enthielt sogenannte Hypoxieresponsible Elemente (HREs), die mit Hypoxieinduzierten Transkriptionsfaktoren interagieren. Die relative Genexpression war auf mRNA-Ebene um bis zu 500% erhöht. Auf der Protein-Ebene zeigte sich eine deutliche Regulation in der glatten Muskulatur der Media (S100A4, Thrombospondin-Rezeptor) sowie in der Adventitia kleiner intrapulmonaler Arterien (FKBP1a). Schlussfolgerungen: Die Kombination von Lasermikrodissektion und Array-Genprofiling deckte zahlreiche Gene auf, die an akuten und chronischen Hypoxieinduzierten Remodelling-Prozessen beteiligt sind. Die Befunde stark regulierter Gene lassen sich auf Protein-Ebene in der Regel mithilfe der Immunohistochemie validieren. Die mikrotopographische Charakterisierung erlaubt, die beteiligten Regulationswege Zelltypspezifisch und funktionell, z.B. in Zellkulturmodellen, zu analysieren. Unser Ansatz ermöglichte demnach einen tieferen Einblick in die an Hypoxie-Reaktionen beteiligten Regulationswege, speziell im vaskulären Kompartiment der Lunge.