Publikationsdatenbank

Immunhistochemische Darstellung des VEGF-Rezeptors KDR in Affengeweben (2002)

Art

Hochschulschrift

Autor

Lemnitz, Petra

Quelle

Berlin, 2002 — 93 Seiten

Verweise

URL (Volltext): http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000000827

Kontakt

Institut für Tierpathologie

Robert-von-Ostertag-Str. 15
14163 Berlin
+49 30 838 62450
pathologie@vetmed.fu-berlin.de

Abstract / Zusammenfassung

Das Blutgefäßsystem spielt für den Organismus eine große Rolle. Es gewährleistet nicht
nur die Versorgung des Gewebes mit Nährstoffen, sondern übernimmt auch den Abtransport
von Stoffwechselprodukten, den Gasaustausch und weitere vielfältige Aufgaben
im Körper. Die Neubildung von Blutgefäßen ist im Organismus in einigen Situationen, wie der Wundheilung, essentiell und physiologisch. Dabei unterliegt die Angiogenese einer genauen Regulation. Dieser Prozeß der Blutgefäßbildung kann aber auch außer Kontrolle geraten. In vielen Krankheitsbildern, wie z.B. Neoplasien, ist eine gesteigerte Angiogenese im Gewebe charakteristisch.
Mit der Entdeckung des VEGF wurde ein wichtiger Regulator der Angiogenese, Vasculogenese,
Endothelzellproliferation und der Gefäßpermeabilität gefunden. Seine Aktivität
übt VEGF über spezifische Rezeptoren aus, zu denen der KDR gehört. Der KDR wurde
erstmals 1991 entdeckt und ist seitdem Gegenstand vieler Untersuchungen gewesen.
Dennoch sind bis heute viele Fragen noch ungeklärt.
Ziel dieser Arbeit war es, den KDR erstmalig immunohistochemisch in Normalgeweben
von Primaten zu lokalisieren und dadurch neue Erkenntnisse über die Rolle seines Liganden
VEGF im gesunden Organismus zu gewinnen. Außerdem sollte das EC-gebundene Vorkommen von KDR überprüft werden. Dabei sollte die von MENRAD et al. (1997) entwickelte
Methode zum immunhistochemischen Nachweis des KDR mittels eines monoklonalen
Ak auf Organe von Cynomolgen übertragen werden.
Methode: Für den Nachweis des KDR wurden Gefrierschnitte immunohistochemisch mit
dem monoklonalen Antikörper 2-10-1 nach der Zwei-Schritt-Methode behandelt.
Um die Endothelspezifität von KDR zu überprüfen, wurde ein immunhistochemischer
Nachweis des EC-Rezeptors CD31 durchgeführt.
Ergebnisse: Der VEGF-Rezeptor :5 konnte in verschiedenen Normalgeweben von Affen
nachgewiesen werden. Dabei zeigte sich seine Lokalisation sowohl auf Endothelzellen,
wie auch im nicht-endothelialen Gewebe.
Die hier erzielten Ergebnisse des immunhistochemischen Nachweises des VEGFRezeptors
:5 lassen sich in drei Gruppen einteilen:
1. Histologische Srukturen, die sich in Übereinstimmung mit dem CD31-Nachweis angefärbt
haben:
Der KDR konnte auf den

>:
in allen untersuchten Organen nachgewiesen
werden. In der ., dem :
sowie der %@

waren sie die einzig KDRpositiven
Strukturen.
2. Zellen, die den CD31-Rezeptor exprimieren, aber KDR negativ sind:
Die EC der größeren Gefäße im Trias der $

zeigten keine KDR-Expression.
3. Zellen, die eine KDR-Positivität zeigen, aber keine CD31-Rezeptoren besitzen:
In der #

waren neben den EC die Tubuluszellen der Hauptstücke an der KDRExpression
beteiligt.
In den lymphatischen Organen $@<
=
4 und %@ wurden v.a. die Lymphozyten als KDR-Träger ermittelt. Das Mesothel der Milz und vereinzelte Fibroblasten im Thymus wiesen ebenfalls eine KDR-Positivität auf. In der $

wurde eine KDR-Expression in den mit diskontinuierlichem Endothel ausgestatteten Sinuskapillaren nachgewiesen.
In der )


8

stellten sich sowohl Zellen des endo- wie auch exokrinen Anteils als KDR-exprimierende Strukturen heraus. In der $
B
wiesen sowohl das Trachealepithel als auch Chondrozyten eine KDRExpression auf. Vereinzelt konnten auch Fibroblasten wieder als KDR positiv ermittelt
werden. Die Muskelzellen konnten im .

als KDR-positive Zellen identifiziert werden, ebenso
wie einzeln vorkommende Fibroblasten/-zyten. In den Organen des

<
stellten sich glatte Muskelzellen, das Mesothel und die Drüsenepithelien KDR positiv dar. Auch vereinzelt vorkommende Fibroblasten und Lymphozyten der Lymphzentren der Organe wiesen eine positive Färbung auf.
Schlußfolgerungen: Eine immunhistochemische Lokalisation des VEGF-Rezeptors :5
ist entsprechend der vorliegenden Arbeit an Gefriermaterial mit Hilfe des monoklonalen
Antikörpers 2-10-1 möglich.
Die in dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse über die KDR-exprimierenden Zellen zeigen
eine weite Verteilung des Rezeptors in den verschiedenen Normalgeweben von Affen.
Dabei scheint gesichert zu sein, daß der KDR, der lange Zeit für einen endothelspezifischen
Rezeptor des Wachstumsfaktors VEGF angesehen wurde, nicht nur von Endothelzellen
exprimiert wird.
Die vorliegende Arbeit bestätigt, daß das Vorkommen von KDR auf den Endothelien mit
der Stärke der Fenestration der Kapillaren korreliert. Ebenso wurde eine deutliche KDRExpression von Drüsenzellen, Zellen des Immunsystems (Lymphozyten) und auch von
glatten Muskelzellen nachgewiesen. Diese Ergebnisse bestätigen nicht nur die Resultate
anderer Forschungsgruppen, sondern lassen ferner die Schlußfolgerung zu, daß VEGF
auch nicht-endotheliale Zielzellen besitzt. Diese These stützen auch die Ergebnisse der
Chondrozyten, Herzmuskelzellen und Fibroblasten/-zyten, die in der hier durchgeführten
Studie erstmalig als KDR-exprimierende Strukturen dargestellt werden konnten.
Die Funktionen, die VEGF in den nicht-endothelialen Zelltypen ausübt, sind noch nicht
vollständig geklärt. Neben seiner Funktion als Angiogenese-Stimulator scheint der
Wachstumsfaktor VEGF auch eine Rolle in der Immunologie zu spielen. Um noch andere
Funktionen des Wachstumsfaktors VEGF zu klären, bedarf es weiterer Untersuchungen.
Die vorliegenden Ergebnisse können dazu als Grundlage dienen.

Immunhistochemical detection of the VEGF-receptor :5 in histologic sections of monkey
tissues The blood-vessel system plays a pivotal role within the organism. It provides nutrients for the tissues, removes metabolism products, takes care of the gas exchange and various other functions of the body. The formation of new blood vessels is in certain situations, like wound-healing, essential and physiological. Given these conditions, angiogenesis is highly regulated. Unfortunately this process of new blood vessel formation can get out of control. Angiogenesis is increased in many diseases (i.e. neoplasia).
By discovering VEGF, one important regulator of angiogenesis, vasculogenesis, proliferation
of endothelial cells and permeability of blood vessels has been found. Its activity is
mediated through specific receptors like KDR. KDR was discovered in 1991 and has been
object of many investigations ever since. Despite this fact many questions still remain
open.
The aim of this study was to localize the KDR in normal tissues of monkeys for the first
time immunohistochemically and by doing so to gain a better understanding of VEGF and
his part in healthy organism. In addition the selective expression of KDR on endothelium
was to verify. Therefor the method for the immunhistochemical detection of KDR with a
monoclonal antibody developed by MENRAD et al. (1997) should be transmitted to the
tissues of monkeys.
Method: To demonstrate the KDR immunohistochemically, cryosections were incubated
with the monoclonal antibody 2-10-1 according to the two-step-method.
To reconsider the EC-specifity of KDR, the EC-receptor CD31 was detected immunhistochemically.
Results: The VEGF-receptor KDR was identified in several normal tissues of monkeys. Its
presence was found on endothelial cells as well as in other non-endothelial tissues.
The results of the immunhistochemical detection of the VEGF-receptor :5 can be classified
into three groups:
1. Histologic structures, which are staining in correspondence to the CD31-detection:
In all investigated organs, the KDR was expressed in the

. In the skin, the brain and the thyreoid glands, they were the only KDR positive
structures.
2. Cells, which express the CD31-receptor but not the KDR:
In the liver, EC from blood vessels of the Glisson’s sling did not show any KDRexpression.
3. Cells, which express the KDR but not the CD31-receptor:
In the <
@, cells of the tubules of the main parts did participate in the KDRexpression.
In the lymphatic organs like
@

,

and @, lymphocytes has been
discovered as carriers of the KDR. The mesothelium of spleen and isolated fibroblasts in
the thymus showed a positive immunohistologically staining of KDR as well.
The capillaries of

sinus with discontinuous endothelium demonstrated a strong KDRexpression.
In the , cells showed a KDR-expression, not only in the endocrine but also in the
exocrine part.
In the
, epithelium and chondrocytes showed a KDR-expression. Again the fibroblastes
were detected as KDR positive.
The muscle cells of the

as well as the isolated fibroblasts/-cytes were identified as
KDR-expressed cells. In the organs of the
, smooth muscle cells, the mesothelium and
epithelial cells of glands presented the KDR. Additionally, isolated fibroblasts and lymphocytes in the lymph nodes showed a positive staining.
Conclusions: With respect to these findings an immunohistochemical detection of the
VEGF-receptor :5with the monoclonal antibody 2-10-1 is possible in cryosections of
monkey tissues.
According to these investigations, the KDR-expressing cells show a wide distribution in
normal monkey tissues. Therefore it is an educated guess, that the KDR, who was for a
long time considered the endothelial specific receptor of VEGF, is not only expressed by
these cell types.
The results in hand confirm, that there exists a reciprocal action between the occurrence
of KDR on endothelial cells and fenestration of capillaries. In addition, the KDR was detected on non-endothelial cells, i.e. epithelium of glands, lymphocytes and smooth muscle
cells. These findings not only confirm the results of other investigations, but also lead to the conclusion, that VEGF possesses non-endothelial target-cells, too. This thesis is supported by the results of the chondrocytes, the muscle cells of the heart and the fibro64
blasts/-cytes, which were identified as KDR-expressing structures in the study in hand for
the first time.
The functions of VEGF in other cell types than EC are not completly clear yet.VEGF plays
a role in immunology in addition of his function as a angiogenesis-stimulator. The results
in hand can be serve as a basis for further investigations to clarify other functions of
VEGF.