Dokument: Funktionelle Charakterisierung der IL-23 Rezeptor stalk Region
| Titel: | Funktionelle Charakterisierung der IL-23 Rezeptor stalk Region | |||||||
| Weiterer Titel: | Functional description of the IIL-23 receptor stalk region | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54252 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20200923-113057-4 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Ackfeld, Theresa [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Scheller, Jürgen [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Stork, Björn [Gutachter] | |||||||
| Stichwörter: | IL-23 receptor, IL-23 signaling | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Das Immunsystem reagiert auf intrinsische und extrinsische Stimulation durch Aktivierung spezifischer Effektorzellen einschließlich lymphoider T- und B-Zellen. Um die Kommunikation zwischen den Effektorzellen sicherzustellen, dienen Zytokine, Interferone und Chemokine als Botenstoffe. Das proinflammatorische Zytokin Interleukin 23 (IL-23) ist ein Mitglied der IL-12-Familie von Zytokinen, die durch eine heterodimere Struktur von Zytokinen und Rezeptoren gekennzeichnet ist. IL-23 besteht aus der β-Untereinheit p40, die auch von IL-12 zur Bildung seines heterodimeren Komplexes verwendet wird und der α-Untereinheit p19. Über Disulfidbrücken verbunden bilden beide Untereinheiten das immunologisch wirksame Zytokin IL-23. Antigen-präsentierende Zellen setzen das IL-23 Zytokin frei und es bindet anschließend seinen heterodimeren Rezeptorkomplex. Dieser Rezeptorkomplex wird durch die Rezeptorketten IL-12Rβ1 und IL-23-Rezeptor (IL-23R) gebildet. IL-23 ist an der Regulation von T-Helferzellen beteiligt. Studien zeigten, dass IL-23 und sein Rezeptor an der Entwicklung von Autoimmunkrankheiten wie Morbus Crohn, rheumatoider Arthritis und Multipler Sklerose (MS) beteiligt sind. Die Charakterisierung des IL-23-Rezeptorkomplexes bietet eine vielversprechende Basis für die Entwicklung von Therapiestrategien gegen diese Autoimmunkrankheiten.
Ein Schlüsselaspekt der vorgestellten Arbeit ist die Charakterisierung der IL-23R stalk Region. Der IL-23R besteht aus einer N-terminalen immunglobulinähnlichen Domäne, zwei Fibronektin-ähnlichen Domänen, gefolgt von einer 37 Aminosäuren langen humanen bzw. einer 36 Aminosäuren langen murinen stalk Region, einer Transmembrandomäne und einer intrazellulären Domäne. Deletionsvarianten von murinen und humanen IL-23R wurden kloniert, in Ba/F3-Zellen transduziert und die biologische Aktivität anschließend untersucht. Die biologische Aktivität wurde durch Quantifizierung der Proliferationskapazität von transduzierten Ba/F3-Zellen sowie durch Nachweis der intrazellulären Aktivierung des Jak/STAT-Signalwegs gemessen. Geringe Deletionen des murinen, allerdings nicht des humanen IL-23R stalk, führten zu einer Unempfindlichkeit des Rezeptors gegenüber IL-23. Eine uneingeschränkte Signaltransduktion des murinen Rezeptors erforderte eine minimale stalk-Länge von 26 Aminosäuren (AS). Die vollständige Deletion des humanen IL-23R stalk sowie die erweiterte Deletion des murinen stalks, einschließlich der 20 AS-langen Duplikation in der Zytokinbindungsdomäne 3, führten zu einer Liganden-unabhängigen, autonomen Rezeptoraktivierung. Diese Rezeptoraktivierung wurde durch STAT3-Phosphorylierung vermittelt und die Zellproliferation konnte nachgewiesen werden. Die Zytokinbindung wurde jedoch durch die Deletion der Rezeptor-stalk-Region nicht beeinflusst, wie anhand von Co-Immunopräzipitationsstudien gezeigt wurde. Die Zytokin-unabhängige Autoaktivierung der Zellen wurde vermutlich durch IL-23R Homodimere vermittelt und ist IL-12Rβ1-unabhängig. Die Homodimerisierung wurde in dieser Arbeit nicht weiter untersucht, sondern diente als Grundlage weiterer Untersuchungen.The immune system responds to intrinsic and extrinsic stimulation by activating specific effector cells including lymphoid T and B cells. In order to ensure communication between the effector cells, cytokines, interferons and chemokines serve as messengers. The proinflammatory cytokine interleukin 23 (IL-23) is a member of the IL-12 family of cytokines, which is characterized by a heterodimeric structure of cytokines and receptors. IL-23 consists of the β subunit p40 which is also used by IL-12 to form its heterodimeric complex, and the α subunit p19. Connected via disulfide bridges, both subunits form the immunologically effective cytokine IL-23. Antigen-presenting cells release the IL-23 cytokine and it subsequently binds its heterodimeric receptor complex. This receptor complex is formed by the β-receptor chains IL-12Rβ1 and IL-23 receptor (IL-23R). IL-23 is involved in the regulation of T helper cells and is thus involved in the development of autoimmune diseases such as Crohn's Disease, Rheumatoid Arthritis and Multiple Sclerosis (MS). The characterization of the IL-23 receptor complex offers a promising basis in the development of therapeutic strategies against these autoimmune diseases. Key aspect of the presented study is the characterization of the IL-23R-stalk region. The IL-23R consists of an N-terminal immunoglobulin-like domain, two fibronectin-like domains, followed by a 37 amino acid long human or a 36 amino acid long murine stalk region, a transmembrane domain and an intracellular domain. Deletion variants of both murine and human IL-23R were cloned, transduced into Ba/F3 cells, and biological activity was examined. Biological activity of IL-23R was assessed by quantifying the proliferation capacity of transduced Ba/F3 cells, as well as demonstrating intracellular activation of The Jak/STAT pathway. Minor deletions of the murine but not the human IL-23R stalk caused unresponsiveness of the receptor to its cytokine. Unrestricted signal transduction of the murine receptor requires a minimal stalk length of 26 amino acids. Complete deletion of the human IL-23R stalk, as well as the extended deletion of the murine stalk, including the 20 amino acid long duplication in the cytokine-binding domain 3, led to a ligand independent, autonomous receptor activation. This receptor activation was mediated by STAT3 phosphorylation and cell proliferation could be detected. However, cytokine binding was unaffected by deletion of the receptor stalk region as demonstrated by co-immunoprecipitation studies. The cytokine independent autoactivation of the cells was presumably mediated by IL-23R homodimers and was IL-12Rβ1-independent. The IL-23R homodimerization was not further investigated in this work but was the basis of further investigations. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 23.09.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 23.09.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.11.2019 | |||||||
| Datum der Promotion: | 10.09.2020 |
