Dokument: Protease-activated receptor 4-deficiency reduces inflammation-associated neutrophil-platelet aggregation

Titel:	Protease-activated receptor 4-deficiency reduces inflammation-associated neutrophil-platelet aggregation
Weiterer Titel:	Protease-aktivierter Rezeptor 4-Defizienz führt zu einer reduzierten Bildung von Neutrophilen-Thrombozyten Aggregaten bei Entzündungen
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=44865
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20180220-131603-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Dr. Plesser, Kristin [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 5,32 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 08.02.2018 / geändert 08.02.2018
Beitragende:	Prof. Dr. Homey, Bernhard [Gutachter] Prof. Dr. Willbold, Dieter [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	Neutrophilen-Thrombozyten Aggregate (NTAs) spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Entzündungsreaktionen. Während einer Entzündung sind Thrombozyten essentziell für einerseits die Interaktion von Neutrophilen mit dem Endothelium and andererseits für die Rekrutierung von Neutrophilen zum Entzündungsherd. Protease-aktivierte Rezeptoren gehören zu den G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die in allen Gewebearten exprimiert werden. Pahtophysiologische Mechanismen, wie Gefäßverletzungen oder akute Entzündungen führen zur Freisetzung verschiedener Proteasen, die PARs aktivieren. Ziel unserer Untersuchungen ist das Verständnis der Rolle von PAR4 und Cathepsin G (CatG) in Thrombozyten und NTAs sowie ihre Auswirkungen im Fortschreiten vaskulärer Entzündungen, wie die Leukozytoklastische Vaskulitis (LcV). Mittels Durchflusszytometrie und eines CatG Aktvitätstest haben wir vermehrte Formationen von NTAs und erhöhte CatG-Werte in LcV Patienten im Vergleich zu gesunden Probanden gemessen. In vitro, konnten wir vermehrte NTA Formationen nach Stimulation von Thrombozyten mit CatG detektieren. Dieser Effekt ist teilweise durch PAR4 reguliert, da die Blockierung des Rezeptors mit einem spezifischen Antagonisten die Bildung von NTAs signifikant verringerte. Mittels unseres in vivo Model der Vaskulitis, der reverse passiven Arthusreaktion (RPA), konnten wir unsere Humandaten validieren und haben vermehrte NTA Formation sowie einen Trend zu erhöhten CatG-Plasma-Spiegel in Wildtyp RPA im Vergleich zu den unbehandelten Mäusen gemessen. Par4-/- Mäuse zeigten eine massive Verminderung der Aggregate in der Zirkulation, während der CatG-Spiegel deutlich erhöht ist. Gewebeinfiltration von Neutrophilen (MPO Spiegel im Gewebe) und die Ödembildung (Gewicht der Biopsie) waren deutlich sowohl in Wildtyp als auch Par4-/- Mäusen starkt erhoht. Histologischen Untersuchungen bezeugten die massive Infiltration von Neutrophilen im entzündeten Gewebe, wohingegen nur geringe Anzahlen von Makrophagen und keine T-Zellen detektiert wurden. Mittels eines Differntialblutbildes konnte wir ein erhöhtes Auftreten von Granulocyten und Monozyten im Blut der RPA Mäuse feststellen, während die Zahl der Lymphozyten vermindert war. Außerdem haben wir die Oberflächen Expression von murinen Thrombozyten nach Stimulierung mit verschiedenen Konzentrationen von CatG analysiert. Stimulierung von murinene Thrombozyten zeigte eine Dosisabhängig erhöhte Expression von P-selectin, GP1bα, GPIIIβ, GPIIIbIIa und GPVI, wobei eine niedriege Konzentration von CatG die Expression von GP1bα verringert und eine hohe die von GPIIIβ. Zusammenfassend haben wir eine vermehrte Bildung von NTAs sowie einen erhöhten Plasma-CatG-Spiegel als wichtige Marker für die Diagnose einer Vaskulitis ermittelt. Eine entscheidende Rolle der CatG/PAR4-Achse wurde auch bei der Formation von NTAs in vitro und in vivo festgestellt. Durch unsere Analyse der Thrombozyten Oberflächen Expression nach CatG-Stimulation haben wir eine wichtige Rolle von CatG als Mediator von Entzündung und Blutstillung validiert. Neutrophil-platelet aggregations (NPAs) are important regulators of inflammatory responses. During inflammation, platelets are essential for endothelial cell adhesion and the recruitment of neutrophils to the site of inflammation. Protease-activated receptors (PARs) belong to the G-protein coupled receptors, which are expressed in all tissues. Pathophysiological mechanisms including vascular injury cause the release of proteases that mediate the activation of PARs. In the present study, we aim to understand the role of the PAR4/cathepsin G (catG) pathway in platelets and NPA and its implication in the progression of diseases of vascular inflammation, such as leukocytoclastic vasculitis (LcV). Using flow cytometry and a catG acticitv assay we evaluated increased formation of NPAs and elevated levels of catG in patients with LcV compared to healthy volunteers. In vitro, we stimulated platelets with catG and revealed an enhanced ability of platelets to form aggregates with neutrophils co-incubation. This effect is in part mediated by PAR4, as blocking of PAR4 with an antagonist significantly decreased NPA induction by catG. In an in vivo model of vasculitis, the reverse passive Arthus reaction (RPA), we confirmed the human findings and revealed a significant increase in NPA counts and a trend towards elevated catG levels in the whole blood of RPA mice compared to untreated mice. Par4-/- mice showed severely downregulated formation of NPAs in the circulation, while plasma catG levels were significantly increased. Furthermore, we measured increased neutrophil tissue invasion (myeloperoxidase [MPO] tissue levels) and edema formation (weight of biopsy) as measures of inflammation in RPA mice. Histologically, we confirmed the massive infiltration of neutrophils, whereas low levels of macrophages and no T cells were detected. Differential blood count analysis revealed increased abundance of circulating neutrophils and monocytes in the whole blood of RPA mice compared to control mice, while lymphocyte numbers were decreased. Additionally, we analysed the surface expression profile of murine platelets after stimulation with different concentrations of catG. Stimulation of murine platelets revealed a dose-dependent increased surface expression of P-selectin, GP1bα, GPIIIβ, GPIIIbIIa, and GPVI, whereas a low catG concentration decreased the expression of GP1bα and a high concentration decreased that of GPIIIβ. Taken together, we identified the formation of NPAs and increased plasma catG levels as important markers for vasculitis ex vivo in patients as well as in our in vivo mouse model. Furthermore, we also investigated the crucial role of the catG/PAR4 pathway in the induction of NPA in vitro and in vivo. We further confirmed an important function of catG as a mediator of inflammation and hemostasis, as detected after investigating platelet surface expression after stimulation with catG.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie
Dokument erstellt am:	20.02.2018
Dateien geändert am:	20.02.2018
Promotionsantrag am:	24.05.2017
Datum der Promotion:	17.08.2017