Dokument: Neue Zytokin abhängige und unabhängige Funktion von Jak2 in der Apoptose und bei Infektionen
| Titel: | Neue Zytokin abhängige und unabhängige Funktion von Jak2 in der Apoptose und bei Infektionen | |||||||
| Weiterer Titel: | Novel cytokine dependent and independent function of Jak2 in apoptosis and during infections | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=39176 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20160810-134643-9 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Liebfried, Pia [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Pfeffer, Klaus [Gutachter] Prof. Dr. Schmitt, Lutz [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Die Janus Kinase 2 (Jak2) ist eine Tyrosinkinase, die an zytoplasmatische Domänen von verschiedenen Zytokin-Rezeptoren bindet. Aufgrund dessen sind Jak2-vermittelte Signale während der Entwicklung, der Homöostase, der Differenzierung von Zellen sowie bei der Immunabwehr essentiell. Seit eine konstitutiv aktive Form von Jak2, Jak2V617F, mit der Entstehung von myeloproliverativen Neoplasien (MPN) in Verbindung gebracht wird, ist die Aufklärung von Jak2-vermittelten Zelltod-protektiven Mechanismen von großem Interesse.
In der vorliegenden Dissertation konnte erstmalig demonstriert werden, dass Jak2 eine essentielle anti-apoptotische Funktion während der durch Todesrezeptoren-induzierten (Fas, TNFR1, DR4/5) Apoptose besitzt. Die Aufhebung dieser anti-antiapoptotischen Funktion durch einen Knockout oder eine Inhibition von Jak2 führte in murinen und humanen Zellsystemen zu einer massiven Induktion von Initiator- und Effektor-Caspasen und schließlich zu einer erhöhten Apoptoserate nach FasL, TRAIL und TNF Stimulation. Weiterhin konnte aufgeklärt werden, dass Jak2 während der Fas-induzierten Apoptose (unabhängig von der Kinase- und Pseudokinase-Domäne) in den Nukleus transloziert. Außerdem wurde beobachtet, dass die Expression von Bcl-2, c-FLIP und XIAP in Jak2-/- MEFs nach Fas-Induktion deutlich reduziert ist, wohingegen aktives trunkiertes Bid (tBid) signifikant erhöht vorliegt. Dies verdeutlicht, dass Jak2 für die Balance zwischen pro- und anti-apoptotischen Mitgliedern der Bcl-2-Familie von großer Bedeutung ist. Des Weiteren beeinflusst Jak2 die Morphologie und die Funktionalität der Mitochondrien. So konnte in Jak2-/- MEFs sowohl eine hyper-fusionierte Morphologie der Mitochondrien, als auch eine massive Depolarisation der inneren Mitochondrien-Membran und eine Akkumulation von mROS nach FasL-Stimulation identifiziert werden. Überraschenderweise zeigte sich, dass Jak2 keine protektive Funktion nach der intrinsischen Apoptose-Induktion besitzt. Demnach werden Jak2-vermittelte anti-apoptotische Signale oberhalb des von Mitochondrien-mediierten Apoptosewegs ausgeführt. Die protektive Funktion von Jak2 konnte in einem in vivo Modell bestätigt werden. So wies die Leber von Tieren mit einem konditionalen Knockout von Jak2 in Hepatozyten (L-Jak2KO) eine große Anzahl TUNEL-positiver Zellen auf. Dies bestätigend waren isolierte L-Jak2KO-Hepatozyten gegenüber einer FasL-Stimulation hochsuszeptibel. Der zweite Teil dieser Dissertation beschreibt zum ersten Mal den Phäntotyp des konditionalen Knockouts von Jak2 in Granulozyten, Monozyten und Makrophagen (Jak2fl/flxLysMcre) während einer Infektion mit T. gondii. Es konnte nachgewiesen werden, dass Jak2-vermittelte Signale in Granulozyten, Monozyten und Makrophagen während einer Infektion mit T. gondii eine essentielle Funktion in der Immunabwehr gegen T. gondii erfüllen. So wurden in der Milz, der Lunge, der Leber und dem Gehirn von Jak2fl/flxLysMcre Tieren große Mengen an Parasiten gefunden und Jak2fl/flxLysMcre Tiere verstarben in der akuten Phase der Toxoplasmose. Hervorzuheben ist, dass ein Knockout von Jak2 in Granulozyten, Monozyten und Makrophagen nicht zu einer verminderten pro-inflammatorischen Antwort führte, sondern die betroffenen Tiere hohe Konzentrationen von TNF und IFN-γ im Serum und eine beginnende Enzephalitis, Schädigung der Leber und eine Peritonitis aufwiesen. Deutlich verminderte Populationen von Granulozyten, Monozyten, cDCs, zytotoxischen T-Zellen sowie T-Helfer-Zellen in den drainierenden Lymphknoten und eine geringere Anzahl von Granulozyten, Monozyten und pDCs in der Milz lassen darauf schließen, dass Jak2fl/flxLysMcre Tiere im Verlauf der Infektion eine deregulierte Immunantwort besitzen.The Janus kinase 2 (Jak2) is a tyrosine kinase, which binds to cytoplasmic domains of multiple cytokine receptors. Therefore, Jak2-mediated signalling is crucial for development, homeostasis, cell differentiation and host defence. Since a constitutively active form of Jak2, Jak2V617F, is correlated with generation of myeloproliferative neoplasia (MPN), Jak2-mediated survival signalling is of growing scientific interest. The present thesis demonstrates for the first time, that Jak2 mediates an important anti-apoptotic function during death receptor (Fas, TNFR1 and DR4/5) induced apoptosis. Deficiency of Jak2 in murine and human cells or blocking Jak2 signalling in human cells leads to a massive induction of initiator and effector caspases and results in elevated apoptosis after FasL, TNF and TRAIL stimulation. Furthermore, Jak2 translocated into the nucleus (independentely of the kinase and pseudokinase domain) during Fas-induced apoptosis. In addition it was elucidated, that the expression of Bcl-2, c-FLIP and XIAP were clearly decreased, whereas the active truncated form of Bid (tBid) was siginificantly increased. This illustrates, the importance of Jak2 for balancing pro- and anti- apoptotic factors. Furthermore, Jak2 shapes mitochondrial morphology and influences mitochondrial function. Moreover, Jak2-/- MEFs showed a hyperfused morphology of mitochondria, massive depolarization of the inner mitochondrial membrane, and accumulation of mROS was identified after FasL treatment. Interestingly, an anti-apoptotic function of Jak2 during intrinsic apoptosis was not observed. Accordingly Jak2 executes anti-apoptotic signals upstream of mitochondrial apoptosis signalling. Also it was demonstrated that Jak2 is essential for survival signalling in vivo. Investigations of the livers of L-Jak2KO mice (conditional knockout of Jak2 in hepatocytes) showed increased numbers of TUNEL positive cells. Reconformingly, isolated primary L-Jak2KO hepatocytes were susceptible towards Fas-induced apoptosis. The second part of the thesis characterises a novel phenotype of a conditional Jak2-knockout in granulocytes, monocytes and macrophages (Jak2fl/flxLysMcre mouse line) during T. gondii infection. It was demonstrated, that Jak2 signalling within granulocytes, monocytes and macrophages is important for parasite control. Jak2fl/flxLysMcre mice possessed higher parasite loads in spleens, livers, lungs and brains and rapidly succumbed during the acute phase of infection. In the sera of Jak2fl/flxLysMcre mice the levels of TNF and IFN-γ were clearly increased, which was contrary to expectations of a reduced inflammatory response. Furthermore Jak2fl/flxLysMcre mice exhibited T. gondii induced encephalitis, liver damage and peritonitis. Together with reduced numbers of granulocytes, monocytes, cDCs, cytotoxic T cells and T helper cells in lymph nodes and diminished populations of granulocytes, monocytes and pDCs in spleens these findings indicate a profoundly deregulated immune response in Jak2fl/flxLysMcre mice. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät » Institute » Institut für Medizinische Mikrobiologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 10.08.2016 | |||||||
| Dateien geändert am: | 10.08.2016 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 16.03.2016 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.04.2016 |
