Stadien-abhängige epitheliale Expression des VEGF-Rezeptors 2 während der Lungenentwicklung der Maus

Einführung: Das VEGF-VEGF-Rezeptor-2 System nimmt eine Schlüsselfunktion in der physiologischen und pathologischen Blutgefäßentwicklung ein. Die Expression des hochaffinen VEGF-Rezeptors 2 (VEGFR-2, Flk-1 im murinen System) wurde bisher ausschließlich im vaskulären Endothel, hämatopoetischen Stammzellen und Endothelprogenitorzellen beschrieben. Aktuelle Befunde deuten jedoch auf funktionelle Effekte dieses Liganden-Rezeptorsystems sowohl auf das embryonale als auch auf das adulte pulmonale Epithel hin. Auf diesem Hintergrund untersuchten wir die Expression von Flk-1 in verschiedenen Stadien der Lungenentwicklung der Maus auf RNA- und Proteinebene. An frisch isolierten alveolar Typ 2 Zellen der adulten Maus untersuchten wir die Expression des VEGFR-2 und rezeptorspezifisches downstream signalling auf Proteinebene mittels Immunfluoreszenzzytologie und Western Blot.

Methoden: Radioaktive in situ-Hybridisierung, Immunfluoreszenzfärbung, Fluoreszenzmikroskopie und Confocal laser scanning microscopy. Die Entwicklungsstadien muriner Lungen der embryonalen Tage E12,5, E13,5, E14,5, E15,5, E16,5, E17,5, E18,5, und der postnatalen Tage P1, P14, adult und frisch isolierte alveolaere Typ 2 Pneumozyten wurden auf Expression und downsream signalling in dieser Studie untersucht.

Ergebnisse: In Endothelzellen ist Flk-1 bereits an Tag E12,5 in den Regionen der Vaskulogenese auf mRNA-Ebene stark exprimiert und wird nach E17,5 deutlich herabreguliert. Die epitheliale Flk-1 Expression, zeigt sich ab E16,5 in proximalem und distalem Lungenepithel ubiquitär. Die postnatale epitheliale Flk-1 Expression ist auf einzelne alveoläre Zellen, Typ 2 Pneumozyten und das bronchiale Epithel beschränkt. Die Immunfluoreszenzfärbungen bestätigten die epitheliale Expression von Flk-1 in den oben genannten Stadien. In frisch isolierten Typ 2 Pneumozyten zeigte sich in der Western Blot Analyse die Expression des Rezeptors und VEGF-Rezeptor 2 abhängige MAPK Aktivierung.

Zusammenfassung: Diese Studie zeigt erstmalig eine Stadien-abhängige epitheliale Expression des VEGFR-2 (VEGFR-2, Flk-1) im murinen System während der Lungenentwicklung der Maus. Der Beginn der epithelialen VEGFR-2 Expression in der späten Fetalphase und die Persistenz dieser Expression in adulten Stadien sowie die VEGF abhängige MAPK Aktivierung legen eine wichtige Rolle des VEGF Liganden-Rezeptorsystems für die Lungenepithel-Reifung und Funktion nahe.