Dokument: Die Rolle von NF-κB abhängigen apoptotischen Prozessen und des proapoptotischen Proteins PB1-F2 in der Influenza Virus Vermehrung
| Titel: | Die Rolle von NF-κB abhängigen apoptotischen Prozessen und des proapoptotischen Proteins PB1-F2 in der Influenza Virus Vermehrung | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=4756 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20070705-105943-5 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Dr. Mazur, Igor [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof.Dr. Ludwig, Stephan [Gutachter] Prof. Dr. Hegemann, J. H. [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Die Aktivierung des Transkriptionsfaktors NF-κB ist ein wichtiger Schritt im Infektionsverlauf pathogener Organismen. Viele proinflammatorische und antivirale Zytokine stehen unter der Kontrolle von NF-κB, was diesen Transkriptionsfaktor im Allgemeinen zu einem essentiellen Bestandteil der antiviralen Immunantwort macht. Diese Arbeit demonstriert, übereinstimmend mit früheren Studien, dass die NF-κB-Aktivität im Kontext einer Influenza Virus-Infektion, tatsächlich essentiell für die virale Vermehrung ist.
Die molekulare Basis dieses Phänomens stellt die NF-κB-abhängige Induktion der Apoptose durch das Influenza Virus dar. Die Transkription proapoptotischer Faktoren und nachfolgend erhöhte Caspasen-Aktivität verstärkt die Replikation des Influenza Virus und unterstützt den Export viraler Ribonukleoproteinin-Komplexe (RNP-Komplexe) aus dem Zellkern. Diese Daten suggerieren, dass NF-κB-Inhibitoren eine geeignete Strategie für einen antiviralen Einsatz darstellen könnten. In dieser Arbeit wurde deshalb Acetylsalicylsäure (acetylsalicylic acid, ASA, auch bekannt als Aspirin), ein effizienter Inhibitor der IKKß-Kinase aud antivirale Effekte untersucht. Es zeigte sich, dass ASA effizient die Virenvermehrung sowohl in der Zellkultur, als auch in vivo in Mäusen hemmt. Darüber hinaus zeigten ASA-behandelte und infizierte Zellen reduzierte Caspasen-Aktivität und verminderte virusinduzierte Apoptose. Übereinstimmend mit dem Model der NF-κB-vermittelten Caspasen-Aktivität und ihrer wichtigen Rolle für den Export der RNP-Komplexe aus dem Zellkern, wurde auch eine Inhibition des nukleären RNP-Exports aus den Zellkernen ASA-behandelter Zellen beobachtet. Die Ergebnisse implizieren somit einen möglichen Einsatz von ASA bzw. von anderen NF-κB-Inhibitoren als Mittel gegen Influenza Virus Infektionen. Der Einsatz von NF-κB-Inhibitoren zeigt dabei, im Gegensatz zu anderen etablierten anti-Influenza Medikamenten, welche ausschließlich das Virus direkt angreifen, keine Tendenz zur Bildung von resistenten Virusvarianten, da ein zellulärer Mechanismus gehemmt wird. Der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit beschäftigt sich mit einem weiteren apoptoserelevanten Aspekt der Influenza Virus Replikation, nämlich mit der Charakterisierung des apoptosefördernen Influenza Virus Proteins PB1-F2. Das 87 Aminosäuren umfassende Peptid wird von einem alternativen Leserahmen des PB1-Segments codiert und kann in Mitochondrien lokalisieren. Eine zytoplasmatische sowie nukleäre Lokalisation in virusinfizierten Zellen wurde ebenfalls beobachtet. Nichtsdestotrotz ist wenig darüber bekannt, welche Rolle dieses Protein in der Influenza Virus Replikation spielt. Diese Arbeit zeigt, dass PB1 und PB1-F2 im Zytoplasma kolokalisieren können, sowie dass eine Deletion des PB1-F2 Leserahmens (ohne Aminosäure-Substitutionen in der PB1-Sequenz) zu einer geringeren Polymeraseaktivität führt. Koimmmunpräzipitation- sowie Hefe Two-Hybrid-Experimente zeigen, dass PB1 und PB1-F2 direkt miteinander interagieren können, was ein Hinweis auf die Beteiligung von PB1-F2 an der Regulation des viralen Polymerasekomplexes ist.Activation of the transcription factor NF-κB is a hallmark of infections by viral pathogens, including influenza virus. Since gene expression of many proinflammatory and antiviral cytokines is controlled by this factor, it is a common believe that NF-κB and its upstream regulator IKK are essential components of the innate antiviral immune response. In contrast to this view the results in this work clearly demonstrate, that NF-κB activity is required for efficient influenza virus growth. On the molecular basis this is due to the NF-κB-dependent induction of apoptosis. The activation of apoptosis enhances virus propagation by the activation of caspases, which in turn appear to support export of the viral RNP complexes from the nucleus. These results suggest that NF-κB inhibitors may be useful as efficient anti-influenza drugs. Indeed, several pharmacological NF-κB inhibitors, including acetylsalicylic acid (ASA, also known as Aspirin), an inhibitor of IKKß, blocked virus propagation both in cell culture and in vitro and in vivo in infected mice. Consistent with the suggestion that caspases activity subsequently supports viral RNP export from the nucleus, a nuclear accumulation of RNPs in infected cells treated with ASA was observed, and these cells showed reduced caspases activity and impaired virus induced apoptosis. Thus, ASA or other NF-κB inhibitors may be suitable as potent anti-influenza drugs. In favour for such an application, the virus showed no tendency to form resistant variants against NF-κB inhibitors, most likely because the virus cannot replace the missing cellular function. The second part of this work sheds light on another apoptosis-related aspect of influenza virus replication It characterizes a novel apoptosis promoting influenza protein PB1-F2. PB1-F2 was previously shown to be involved in the induction of apoptosis in infected cells in response to cytotoxic stimuli. The 87 amino acid protein, encoded by an alternative reading frame of the PB1 polymerase gene, was described as mitochondrial, however the localisation changes during influenza virus infection between cytoplasm and nucleus. A temporarily colocalization of PB1-F2 and PB1 in this study was observed in certain stages of influenza virus infection. In addition, deletion of PB1-F2 (without amino acid changes in the PB1 gene) showed a dramatical decrease in the viral polymerase activity. Moreover, PB1-F2 co-immunoprecipitates and colocalizes with the PB1 protein. According to these observations PB1-F2 may have a potential nuclear function. Taken together PB1-F2 may be a regulatory component of the influenza virus polymerase complex as well as have other regulatory functions. | |||||||
| Quelle: | Mazur, I., W. J. Wurzer, et al. (2007). "Acetylsalicylic acid (ASA) blocks influenza virus propagation via its NF-kappaB-inhibiting activity." Cell Microbiol. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 03.07.2007 | |||||||
| Dateien geändert am: | 03.07.2007 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 29.05.0007 | |||||||
| Datum der Promotion: | 05.07.2007 |
