Dokument: Die Rolle von Membranstrukturen bei der durch ultrafeine Partikel induzierten proliferativen Signaltransduktion in Lungenepithelzellen

Titel:	Die Rolle von Membranstrukturen bei der durch ultrafeine Partikel induzierten proliferativen Signaltransduktion in Lungenepithelzellen
Weiterer Titel:	The role of membrane lipid raft structures in nanoparticle-induced signaling
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=17103
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20110126-103054-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Peuschel, Henrike [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 16,00 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.01.2011 / geändert 24.01.2011
Stichwörter:	ultrafeine Partikel,Signaltransduktion, Lipid Rafts
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Inhalierbare ultrafeine Partikel induzieren pathogene Endpunkte wie Apoptose oder Proliferation in Lungenepithelzellen. Partikelinduzierte Signalprozesse werden dabei auf Ebene der Membran unter Beteiligung von Rezeptoren ausgelöst. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass Membran-assoziierte Src-Familie-Kinasen (SFK) in Lungenepithelzellen (RLE-6TN) nach einer Belastung mit ultrafeinen Partikeln aktiviert werden und die Verbindung zwischen Membranrezeptoren und der proliferativen Signaltransduktion über Proteinkinase B und MAP-Kinase Erk1/2 herstellen. Die Relevanz von c-Src bei diesen Ereignissen wurde durch siRNA-Experimente betätigt. Zudem konnte mittels pharmakologischer Inhibitoren für den epidermalen Wachstumsfaktor-Rezeptor (EGF-R) sowie für Integrine nachgewiesen werden, dass diese Transmembranrezeptoren die Aktivität von Src-Familie-Kinasen beeinflussen. Durch ultrafeine Partikel ausgelöste Signalereignisse lassen sich auf Membranebene in Form von Veränderungen in Mikrodomänen (Lipid Rafts) nachweisen. Nach biochemischer Isolierung von Lipid Rafts aus RLE-6TN Zellen zeigte sich, dass ultrafeine Partikel mit einem Durchmesser von 14 nm eine Translokation von SFK und EGF-R aus diesen Mikrodomänen induzieren, ohne diese zu zerstören. Durch den Einsatz feiner Partikel konnte bestätigt werden, dass dieser Effekt abhängig ist von der Partikelgröße: Feine Partikel mit einem Durchmesser von 260 nm sind nicht in der Lage, eine Translokation von SFK und EGF-R sowie eine Aktivierung von SFK zu induzieren. Eine Beteiligung von Ceramiden, die durch Belastung mit ultrafeinen Partikeln in Lipid Rafts entstehen, an der proliferativen Signaltransduktion wird durch Zugabe von Ceramid-Analoga demonstriert. Diese induzieren die Translokation und Aktivierung von Signalproteinen im selben Ausmaß wie ultrafeine Partikel. Eine Stabilisierung von Membranstrukturen durch das kompatible Solut Ectoin verhindert die partikelinduzierte Translokation von SFK und EGF-R sowie die Aktivierung von SFK und zeigt damit protektive Eigenschaften bei der durch ultrafeine Partikel induzierten Proliferation. Ultrafine particles with a diameter below 100 nm induce pathogenic endpoints like apoptosis and proliferation in lung epithelial cells via induction of different signaling pathways. On the level of the membrane, epidermal growth factor receptor (EGF-R) and integrins are involved in proliferative signaling pathways. In the present thesis, ultrafine particles induce the activation of membrane-associated Src-Family-Kinases (SFK) in rat lung epithelial cells (RLE-6TN). These kinases mediate the crosstalk between membrane receptors and downstream activated MAP-kinases Erk1/2 and proteinkinase B. Using siRNA, it was shown that c-Src as one member of Src-Family-Kinases is essential in the particle﷓induced proliferative pathway. Furthermore, SFK depend on the activation of the membrane receptors EGF-R and integrins which was demonstrated by using pharmacological inhibitors for both receptors. Signaling proteins are enriched in membrane microdomains known as lipid rafts which act as signaling platforms. Biochemical isolation of these structures in RLE-6TN cells using Triton X-100 revealed an association of SFK and EGF-R with these microdomains. Treatment of cells with ultrafine particles (Ø 14 nm) induced a depletion of SFK and EGF-R out of lipid rafts. This effect proved to be dependent on the particle size. Fine particles with a diameter of 260 nm failed to induce the depletion of SFK as well as EGF-R and an activation of SFK. The causal link between a particle-induced release of second messenger ceramide and initial effects on signaling proteins was investigated by adding external ceramide, which induced a reduction of SFK and EGF-R in the lipid raft fraction. Moreover, external ceramides activate the signaling proteins SFK and Erk1/2. These results support the hypothesis that the generation of ceramide within microdomains is an initial event leading to the depletion and activation of proteins crucial for the proliferative signaling pathway. The membrane stabilizing compatible solute Ectoine protects the cells form particle-induced activation of signaling proteins and depletion of SFK and EGF-R out of lipid rafts.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	26.01.2011
Dateien geändert am:	26.01.2011
Promotionsantrag am:	15.09.2010
Datum der Promotion:	11.11.2010