Bibliographic Metadata

Title
Funktionelle Analyse der Auswirkungen einer SMAD3 Mutation in der Linker Domäne auf Extrazelluläre Matrix Komponenten
Additional Titles
Functional Analysis of a SMAD3 Mutation in the Linker Domain affecting Extracellular Matrix Components
AuthorVisagie, Manfred
Published2018
Date of SubmissionJune 2018
LanguageEnglish
Document typeBachelor Thesis
Keywords (DE)Extrazelluläre Matrix / TGF-beta / SMAD3 / Mutation / Wildtyp / Transkriptionasaktivität / subzelluläre Lokalisation / zelluläre Fraktionierung / mRNA / Expression extrazellulärer Matrix Modulatoren / Periostin / LOXL1 / ID-1 / TSP-1 / Gefäßbildung / endotheliales Zellverhalten / Aortenerkrankung
Keywords (EN)extracellular matrix / TGF-beta / SMAD3 / mutation / wild type / transcriptional activity / subcellular localisation / cellular fractionation / mRNA / expression of ECM modulators / periostin / LOXL1 / ID-1 / TSP-1 / tube formation / endothelial cell behaviour / aortic aneurysm
Restriction-Information
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Classification
Abstract (German)

Die Verbindung zwischen deregulierter TGF-β/SMAD-Signaltransduktion und Aortenerkrankungen ist bereits etabliert. Eine Mutation in der Linker-Domäne von SMAD3 (Tyr226Ser) wurde nun in einer isländischen Familie mit erhöhtem Risiko für Aortenaneurysma identifiziert. Ziel dieser Studie war es die molekularen und funktionellen Unterschiede der SMAD3 Mutante in endothelialen Zelllinien zu charakterisieren. Die SMAD3 Mutante wies ein signifikant vermindertes Transaktivierungspotential des SMAD2/3-spezifischen CAGA-Promotors nach Stimulation mit TGF-β auf. Im Gegensatz dazu wurde ein signifikanter Anstieg der Transaktivierungskapazität des SMAD3-Bindungselements beobachtet. Darüber hinaus war die SMAD3-Mutante im Vergleich zum Wildtyp im Kern von HEK293T und Endothelzellen angereichert. Interessanterweise wurde eine starke Verringerung von ID-1 in Anwesenheit der Mutante festgestellt, während eine Zunahme in der TSP-1, POSTN, und LOXL1 Expression beobachtet werden konnte. Des Weiteren beeinträchtigte die SMAD3-Mutante die Formation Endothelzell-spezifischer Gefäßbildungen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Tyr226Ser Mutation die nukleäre Translokation von SMAD3 sowie die Expression verschiedener extrazellulärer Matrixkomponenten beeinflusst, was die beobachteten Defekte in der Gefäßbildung erklären könnte.

Abstract (English)

The association of dysfunctional TGF-β/Smad signaling with aortic diseases is well-established. A variant in the linker domain of SMAD3 (Tyr226Ser) was recently identified in an Icelandic family with high risk of aortic aneurysm. In this study, the molecular and functional effects of the linker domain mutation were investigated in HEK293T cells and endothelial cell lines. Our findings revealed that mutant SMAD3 exhibits a significantly decreased transcriptional activity from the SMAD2/3-specific CAGA promoter upon stimulation with TGF-β. In contrast, a significant increase of transcriptional activity was observed from the SMAD binding element. Furthermore, the SMAD3 mutant was enriched in the nucleus of both HEK293T and endothelial cells when compared to its wild type counterpart. Interestingly, ID-1 mRNA was depleted in the presence of the mutant, whereas an increase of TSP-1, POSTN and LOXL1 expression was observed. Finally, the SMAD3 mutant strongly impaired tube formation of HUVECs. In conclusion, the Tyr226Ser mutation clearly affects the nuclear shuttling of SMAD3 as well as the expression of various extracellular matrix components, which might explain the observed defects in endothelial tube formation.