Genexpressionsprofile humaner intestinaler mikrovaskulärer Endothelzellen (HIMEC)

Einleitung: Bei der Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen (CED) kommt den Endothelzellen der intestinalen Mikrovaskulatur aufgrund ihrer Rolle bei der Initiation, Perpetuation und Terminierung der chronischen Entzündungsreaktion eine besondere Bedeutung zu. Da eine erhebliche Heterogenität der Endothelzellen verschiedener Organe und Gefäße in Morphologie, Genexpression sowie ihrer Reaktion auf exogene Stimuli bekannt ist, wird die Funktion des intestinalen mikrovaskulären Endothels erst durch die Isolation von primären intestinalen humanen mikrovaskulären Endothelzellen (HIMEC) in vitro untersuchbar. Bei der vorliegenden Arbeit wurde das Genexpressionsprofil von HIMEC sowie seine Modulation durch entzündliche Stimuli qualitativ und quantitativ charakterisiert, um neue darmspezifische Kandidatengene zu identifizieren.

Methoden: Aus chirurgischen Darmresektaten isolierte HIMEC-Primärkulturen wurden nach Verifizierung ihrer endothelialen Herkunft für 4 sowie 24 Stunden mit TNF-α stimuliert, unstimulierte HIMEC dienten als Kontrolle. Nach Isolierung der Gesamt-RNA erfolgte die Expressionsanalyse mittels Gene Arrays (Affymetrix HG-U133A), die statistische Auswertung sowie die Bestätigung der Ergebnisse mittels quantitativer Realtime RT-PCR. Alle Experimente wurden dreifach durchgeführt.

Ergebnisse: Von den über 14500 untersuchten Genen auf dem HG-U133A Chip wurden durch vierstündige Stimulation mit TNF-α 136 Gene, durch Stimulation über 24 Std. 146 Gene gegenüber der unstimulierten Kontrolle signifikant mehr als 2,5 fach hochreguliert. Herunterreguliert wurden 33 bzw. 86 Gene. Durch die Stimulation signifikant angeschaltet wurden 26 Gene, abgeschaltet 6. Die meisten der Gene können funktionellen Gruppen wie den Chemokinen/Cytokinen, Oberflächenmarkern oder Zellproliferationsgenen zugeordnet werden. Es zeigen sich mehrere bisher noch nicht bekannte Genexpressionsmuster und einige bislang für Endothelzellen unbeschriebene regulierte Gene.

Schlussfolgerung: Die in HIMEC durch den proinflammatorischen Mediator TNF-α differentiell regulierten neuen Kandidatengene könnten im Rahmen der mukosalen Entzündung eine bislang unbekannte Rolle spielen.

Key words

Endothel - Gene Array - HIMEC