Chemokinrezeptor CXCR4

Atherosklerose - Schützende Signalwege identifiziert

LMU-Forscher um Christian Weber zeigen erstmals, welche Rolle der Chemokinrezeptor CXCR4 für die Widerstandsfähigkeit der Gefäßwände hat. Zudem weisen sie einen Mechanismus nach, der wichtig für den Cholesterinabbau ist.

3D-Strukturmodell von CXCR4

3D-Strukturmodell von CXCR4 mit dem Antagonisten IT1t | S. Jähnichen, eigenes Werk, CC BY-SA 3.0

Bei Atherosklerose bilden sich Ablagerungen in der Gefäßinnenwand, die zu chronischen Entzündungen führen und die Gefäße verengen. Professor Christian Weber, Direktor des Instituts für Prophylaxe und Epidemiologie der Kreislaufkrankheiten (IPEK) am Klinikum der LMU, untersucht mit seinem Team die molekularen Zusammenhänge bei der Entstehung und dem Verlauf der Krankheit. Nun konnten die LMU-Mediziner an seinem Institut in Studien zwei verschiedene Mechanismen nachweisen, die eine schützende Funktion bei Atherosklerose haben.

Die Signalachse CXCL12/CXCR4

Christian Weber untersucht unter anderem im Rahmen seines aktuellen ERC-Projekts die Rolle des Proteins CXCR4, das an der Zelloberfläche sitzt. Es spielt in Verbindung mit dem Botenstoff CXCL12 eine wesentliche Rolle bei der Wanderung von Zellen und bei entzündlichen Prozessen. In der aktuellen Studie ist es seinem Team gelungen, das Protein als protektiven Faktor bei Atherosklerose zu identifizieren. „Wir konnten zum ersten Mal nachweisen, dass der Chemokinrezeptor CXCR4 in Gefäßzellen das Fortschreiten von Atherosklerose begrenzt“, sagt Christian Weber.

Atherosklerose

Ein Molekül, das nur auf der Gefäßwand von Arterien vorkommt und dort zu Entzündungen führt, könnte die Grundlage für eine neuartige Therapie der Atherosklerose sein.

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Unterschiedlich starke Aktivierung des Rezeptors

In der Studie wurde die Auswirkung einer unterschiedlich starken Aktivierung des Rezeptors auf zwei Zelltypen untersucht, die für den Aufbau der Gefäßwand wichtig sind. Im Mausmodell verstärkten sich die atherosklerotischen Ablagerungen, sobald das Protein gezielt ausgeschaltet wurde. „Je weniger stark der Rezeptor aktiviert war, desto durchlässiger waren die Gefäßwände“, erklärt Dr. Yvonne Döring, Erstautorin der Publikation. CXCR 4 scheint also entscheidend zu sein, um die Integrität von Gefäßwänden zu sichern. Zudem analysierten die Forscher, inwieweit genetische Veränderungen im Menschen Rückschlüsse auf die Expression des Chemokinrezeptors zulassen.

Signalweg bei Cholesterintransfer identifiziert

In einer weiteren Studie des IPEK haben Forscher um Sabine Steffens, Professorin am IPEK, und Petteri Rinne (PhD, derzeit Universität Turku in Finnland) einen bislang unbekannten Signalweg des Rezeptors MC1-R identifiziert, der unter anderem auf der Oberfläche von Pigmentzellen die Produktion von Melanin anregt, das die Haut vor UV-Strahlung schützt. Der Rezeptor hat jedoch verschiedene Funktionen, so gab es bereits Hinweise, dass er auch bei Entzündungen eine Rolle spielt. „MC1-R ist auch auf Makrophagen zu finden. Wir konnten zeigen, dass er den reversen Cholesterin-Transport reguliert“, sagt Sabine Steffens. Makrophagen zählen zu den sogenannten Fresszellen des Immunsystems. Der neu identifizierte Signalweg sorgt dafür, dass Makrophagen im Körper überschüssiges Cholesterin, das sie über das Blut aufnehmen, wieder abgeben können.

Damit hat der Rezeptor MC1-R ebenfalls eine protektive Rolle bei Atherosklerose. Denn Ablagerungen von Cholesterin in der Gefäßwand verstärken die Entzündung in atherosklerotischen Plaques und erhöhen die Gefahr, dass diese reißen. Das kann zu einem Verschluss von Gefäßen und dadurch zu einem Herzinfarkt oder Schlaganfall führen. (idw, red)

 

Literatur:

Petteri Rinne, Martina Rami, Salla L. Nuutinen et al.: Melanocortin 1 Receptor Signaling Regulates Cholesterol Transport in Macrophages. Circulation 2017, DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.116.025889.

Yvonne Döring, Heidi Noels, Emiel P. C. van der Vorst et al.: Vascular CXCR4 Limits Atherosclerosis by Maintaining Arterial Integrity: Evidence from Mouse and Human Studies. Circulation 2017, DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.027646.