Dokument: Molekulare und funktionelle Charakterisierung von Ecto-5`-Nukleotidase/CD73 defizienten Mausmutanten zur Klärung der Bedeutung von extrazellulär gebildetem Adenosin bei akuten und chronischen Entzündungsprozessen

Titel:	Molekulare und funktionelle Charakterisierung von Ecto-5`-Nukleotidase/CD73 defizienten Mausmutanten zur Klärung der Bedeutung von extrazellulär gebildetem Adenosin bei akuten und chronischen Entzündungsprozessen
Weiterer Titel:	Characterization of CD73 deficient mice
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=5153
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20070712-103932-3
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Buchheiser, Anja [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,88 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 12.07.2007 / geändert 12.07.2007
Beitragende:	Prof.Dr. Jürgen Schrader [Gutachter] Prof.Dr. Heinz Mehlhorn [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Die Aktivität nukleotidabbauender Ectoenzyme spielt eine wichtige Rolle in der Thromboregulation, Hämostase und Modulation inflammatorischer Prozesse. Durch diesen schrittweisen Abbau von Nukleotiden zu Nukleosiden an der Zelloberfläche durch die CD73 und CD39 kommt es von einer primären P2-Rezeptoraktivierung zur Aktivierung von P1- Rezeptoren, die über Adenosin vermittelt wird. In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle des 5`-Ecto-Nukleotidase (CD73)-vermittelten AMP-Abbaus zu Adenosin am Modell CD73 defizienter Mausmutanten untersucht. Dabei zeigte sich, dass die CD73 im Vergleich zu der ebenfalls AMP zu Adenosin abbauenden Alkalischen Phosphatase (ALP) unter physiologischen Bedingungen eine dominierende Rolle spielt. Die CD73-Defizienz führt nicht zur kompensatorischen Hochregulation der ALPAktivität. Aufgrund der verminderten Adenosinbildung verringert sich im CD73-KO die vasodilatorische AMP-Antwort, wohingegen die Gabe von Adenosin am isolierten Herzen zur gleichen Antwort wie im Wildtyp führt. Dies spricht für eine unveränderte A2- Rezeptoraktivierbarkeit. Infolge des verringerten Adenosinangebots zeigt die CD73-KOMutante einen reduzierten Koronarfluss. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass im Herzen, in der Aorta und in Aortenendothelzellen die Expression des Adenosinrezeptors A1 im KO um 80 % gegenüber dem WT vermindert ist. Die CD73-KO-Mausmutante zeigt aufgrund der verringerten Adenosinkonzentration an der Grenzfläche zwischen Endotheloberfläche und zirkulierenden Zellen einen proinflammatorischen Phänotyp mit gestörter Thromboregulation. Es zeigte sich eine vermehrte Leukozytenadhäsion am Endothel, verkürzte Blutungszeit und beschleunigte Thrombenbildung nach Gefäßverletzung. Die im Rahmen dieser Arbeit gezüchtete ApoE/CD73-Doppel-KO-Mutante zeigte eine beschleunigte Arterioskleroseentwicklung, die von verstärkter Entzündung gekennzeichnet ist und im weiteren Verlauf sogar zum Myokardinfarkt führt. Auch chronisch-inflammatorische Prozesse werden von CD73- generiertem Adenosin moduliert. Darüber hinaus ist in arteriosklerotischen Plaques ApoEdefizienter Mäuse die CD73 stark exprimiert. Mit zunehmendem Alter der Tiere und fortschreitender Arteriosklerose nimmt die CD73-Expression noch weiter zu. Es wurde gezeigt, dass in den arteriosklerotischen Plaques der ApoE-KO-Tiere einzelne T-Zellen CD73-positiv sind. Offenbar ist die CD73 ein wichtiger Kontrollpunkt, der über die Verfügbarkeit des antiinflammatorischen Signalmoleküls Adenosin die Progression von akuten und chronischen Entzündungen moduliert. The activity of nucleotide catabolizing ectoenzymes plays a major role in thromboregulation, hemostasis, and modulation of inflammatory processes. The gradual breakdown of nucleotides to nucleosides at the cell surface by C73 and CD39 results in a primary P2 receptor activation and, subsequently, in an adenosine-mediated activation of P1 receptors. In the present work the role of the 5`-ecto-nucleotidase (CD73) in AMP degradation to adenosine was investigated by using mouse models lacking CD73. The results demonstrate that under physiological conditions CD73 is the predominant player in the conversion of AMP to adenosine as compared to the alkaline phosphatase (ALP) which also mediates breakdown of AMP to adenosine. CD73 deficiency does not lead to a compensatory upregulation of the ALP activity. Due to the reduced adenosine formation in CD73 knockout mice the sensitivity of the vasodilatory response to AMP is decreased, whereas the application of adenosine to isolated perfused hearts showed no differences between mutant and wildtype. This indicates that the A2 receptor capacity of being activated is unchanged. As a consequence of the diminished adenosine levels, CD73 KO hearts display a reduced coronary flow. Furthermore, it could be shown that in heart, aorta, and aortic endothelial cells of KO mice the expression of the adenosine receptor A1 is decreased by 80 % in comparison with the WT group. Because of the reduced adenosine concentration at the junction of endothelial surface and circulating cells, CD73 KO mice are characterized by a proinflammatory phenotype with an impaired thromboregulation. An increased adhesion of leucocytes at the endothel, a decreased bleeding time, and an accelerated thrombus formation after vessel injury was observed. The ApoE/CD73 double KO mutant generated in this study exhibited an enhanced development of arteriosclerosis, which was accompanied by boosted inflammation and in the later course by myocardial infarction. This suggests that also chronic inflammatory processes are modulated by CD73-generated adenosine. It is noteworthy, that CD73 is highly expressed in arteriosclerotic plaques of ApoE-deficient mice. The CD73 expression further increases with age and progression of arteriosclerosis. Furthermore, CD73 positive T-cells were identified in arteriosclerotic plaques of ApoE KO mutants. Obviously, CD73 is an important ckeckpoint which modulates the progression of acute and chronic inflammation by regulating the availability of the antiinflammatoriy signal molecule adenosine.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:	12.07.2007
Dateien geändert am:	12.07.2007
Promotionsantrag am:	21.02.2007
Datum der Promotion:	08.06.2007