Dokument: Die Expression von funktionellen Toll-like Rezeptoren auf humanen Hautendothelzellen als essentieller Faktor in der Entzündungsreaktion
| Titel: | Die Expression von funktionellen Toll-like Rezeptoren auf humanen Hautendothelzellen als essentieller Faktor in der Entzündungsreaktion | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=3653 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070227-135935-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Fitzner, Nicole [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Kolb-Bachofen, Victoria [Gutachter] Prof. Dr. Mehlhorn, Hans-Peter Heinz [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | Toll-like Rezeptor, TLR, Pathogen, Endothel, Endothelzelle, Entzündung, human | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Toll-like Rezeptoren (TLRs) erkennen als Keimbahn-kodierte Rezeptoren des natürlichen Immunsystems evolutionär konservierte Strukturen (Pathogen-assoziierte molekulare Muster = PAMP) von Bakterien, Viren, Pilzen sowie Parasiten und lösen dann eine Entzündungsreaktion aus. Das Ziel dieser Arbeit war, humane Hautendothelzellen bezüglich ihrer TLR-Expression zu charakterisieren und ihre funktionelle Beteiligung an der Pathogen-assoziierten Entzündungsreaktion zu untersuchen. Auf ruhenden immortalisierten (HMEC-1) sowie primären mikrovaskulären Haut- Endothelzellen (HDMEC) konnten acht beziehungsweise sieben von den zehn beim Menschen bekannten TLRs auf Genebene detektiert werden. Unter sterilen entzündlichen Bedingungen, wie sie durch proinflammatorische Zytokine oder UV-Strahlung hervorgerufen werden, konnten dann jeweils alle zehn TLRs nachgewiesen werden. Interessanterweise werden sie je nach Rezeptor und je nach Aktivierungsreiz (Zytokine, UVA-Strahlung, UVB-Strahlung) entweder hoch- oder auch herunterreguliert oder konstitutiv exprimiert. Zusätzlich konnte ein durch Sequenzvergleiche identifiziertes TLR7-Pseudogen als Transkript ebenfalls in Endothelzellen nachgewiesen werden. Dabei unterliegt es auf mRNA-Ebene in primären, nicht jedoch in immortalisierten Zellen einer mäßigen differentiellen Modulation. Für die Rezeptoren TLR4 und TLR7 konnte gezeigt werden, dass die durch UVB-Strahlung hervorgerufene differentiell modulierte Genexpression mit den Proteinmengen korreliert. Um die Funktionalität der Rezeptoren zu überprüfen, wurden die Endothelzellen mit verschiedenen TLR-spezifischen Liganden (Pam3Cys, LTA, Poly(I:C), LPS, Flagellin, Imiquimod und CpG-DNA) behandelt und ihre Auswirkungen auf die pathogen-assoziierte Entzündungsreaktion durch Nachweis der IL-8-Sekretion sowie der iNOS-Expression bestimmt. Dabei konnte gezeigt werden, dass alle TLRs funktionell aktiv sind und dass die jeweilige Ligand/TLR-Bindung zu spezifischen Veränderungen der beiden untersuchten Entzündungsparameter führt. Es zeigte sich außerdem, dass die Liganden bei ruhenden und proinflammatorisch aktivierten Endothelzellen unterschiedlichen Einfluss auf den Verlauf der Entzündungsreaktion nehmen. Interessanterweise konnten dabei sowohl bei ruhenden als auch bei proinflammatorisch voraktivierten Endothelzellen nicht nur fehlende oder gesteigerte Antworten nachgewiesen werden, sondern durch die Liganden Flagellin, Imiquimod und CpG-DNA auch verminderte IL-8-Spiegel Zusammenfassung 89 beziehungsweise reduzierte iNOS-Expressionen beobachtet werden. Mittels Chemilumineszenzdetektion konnten in Endothelzellen sowohl durch Inkubation mit dem exemplarisch ausgewählten Liganden Poly(I:C) als auch mit proinflammatorischen Zytokinen gesteigerte Mengen an Nitrosoverbindungen als Maß für die zelluläre NOSynthese nachgewiesen werden. Dabei führt der TLR-Ligand zu einer stärkeren und früheren Antwort relativ zu der NO-Synthese nach Zugabe der proinflammatorischen Zytokine. Durch Verwendung des NOS-Inhibitors L-NIO konnte in dieser Arbeit auch eine Wirkung des von der iNOS freigesetzten NO auf die TLR-Expression nachgewiesen werden. Für proinflammatorische Zytokine sensitive TLRs werden dabei durch Inhibition der iNOS, im Sinne eines Feedback-Mechanismus, herunterreguliert. Das bedeutet im Gegenzug, dass ein Teil der gesteigerten TLR-Expression auf das von der iNOS-freigesetzte NO zurückzuführen ist.Toll-like receptors (TLRs) are germline-encoded receptors of the innate immune system that recognize evolutionally conserved structures (pathogen-associated molecular patterns = PAMP) of bacteria, viruses, fungi as well as parasites and initiate inflammatory reactions. The aim of this work was to characterise the TLR expression on human endothelial cells and to examine their functional participation in pathogen-associated inflammatory reactions. On resting immortalised (HMEC-1) as well as on primary microvascular endothelial cells (HDMEC) eight respectively seven out of ten known human TLRs could be detected at the gene level. In sterile inflammatory conditions, as they were simulated by proinflammatory cytokines or UV-irradiation, all ten TLRs were expressed. Interestingly, the receptors are either up or downregulated or constitutively expressed depending on the respective receptor and depending on the activation stimulus (cytokines, UVAirradiation, UVB-irradiation). Additionally, during the search for sequence analogies a transcript of a TLR7- pseudogene was detected. On the mRNA-level it is moderately modulated in a differential mode in primary cells, but not in immortalised cells. The differentialy modulated gene expression of the receptors TLR4 and TLR7 and their amount of protein correlates in UVB-irradiated cells. To prove receptor function, endothelial cells were challenged with different TLR-specific ligands (Pam3Cys, LTA, poly(I:C), LPS, flagellin, Imiquimod and CpG-DNA) and their impact on the pathogen-associated inflammatory reaction was evaluated by measuring the secretion of IL-8 and expression of iNOS. It could be demonstrated that all TLRs are functionally active and that each ligand/TLR-binding leads to specific variations of both inflammatory markers. Interestingly, the different ligands exert differential effects on the inflammatory process in resting or activated endothelial cells. Moreover, on resting as well as on activated endothelial cells, no responses or increased responses but also reduced responses could be detected. Suppression was seen with the ligands flagellin, Imiquimod and CpG-DNA. Using chemiluminescencedetection increased amounts of nitrosated proteins as indicator for enhanced NO-synthesis could be detected following addition of either the example-ligand poly(I:C) or of proinflammatory cytokines. Thus, Abstract 91 this TLR-ligand leads to a stronger and earlier response, as compared to the response following proinflammatory cytokines. By using the NOS-inhibitor L-NIO, the impact of iNOS-mediated NO release on TLRexpression could also be demonstrated. TLRs that are sensitive for proinflammatory cytokines were downregulated by inhibition of iNOS by means of a feedback-loop. This in turn demonstrates, that some of the increased TLR-expression is based on the NO released by iNOS. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 05.02.2007 | |||||||
| Dateien geändert am: | 12.02.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 02.02.2007 | |||||||
| Datum der Promotion: | 02.02.2007 |
