Dokument: Entwicklung synthetischer Zytokinrezeptoren für Interleukin-22 und die Tumornekrosefaktor-Superfamilie
| Titel: | Entwicklung synthetischer Zytokinrezeptoren für Interleukin-22 und die Tumornekrosefaktor-Superfamilie | |||||||
| Weiterer Titel: | Development of synthetic cytokine receptors for interleukin-22 and the tumor necrosis factor superfamily | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=54991 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20201211-133049-8 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Moßner, Sofie [Autor] | |||||||
| Dateien: |
| |||||||
| Beitragende: | Prof. Dr. rer. nat. Scheller, Jürgen [Gutachter] PD Dr. rer. nat. Stork, Björn [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie | |||||||
| Beschreibungen: | Für die fortschreitende Entwicklung personalisierter Medizin ist es dringend erforderlich das Immunsystem detaillierter zu verstehen, um etwaige Fehlsteuerung gezielter therapieren zu können. Hierfür ist es unter anderem erforderlich die Signaltransduktion von Zytokinrezeptoren genauer zu analysieren. Das Synthetic Cytokine Receptor (SyCyR)-System stellt eine Möglichkeit dar, die Signalwege der Zytokine ohne Hintergrundaktivierungen zu analysieren. Als extrazelluläre Domäne besitzen die Rezeptoren einen Nanobody gegen grün fluoreszierendes Protein (GFP) oder mCherry, während die Transmembrandomäne und die intrazelluläre Domäne des jeweiligen, zu analysierenden Rezeptors verwendet wird. Das System umfasst neben den synthetischen Rezeptoren auch synthetische Liganden (GFP/mCherry-Fusionsproteine), welche ich im Rahmen dieser Arbeit zunächst modifiziert habe. Die Fusion der Liganden GFP oder mCherry an den Fc-Teil eines IgG Antikörpers ermöglichte dabei die Reinigung der Proteine über eine Protein-A Affinitätschromatographie. Weiter habe ich festgestellt, dass die Distanz der beiden Liganden, welche über die Fc-Domäne dimerisiert werden, ausreicht, um einen Homodimeren SyCyR zu aktivieren. Die Distanz der Liganden spielt dahingehend eine Rolle, dass die Zytokinrezeptoren in einer nahen Juxtaposition vorliegen müssen, um aktiviert zu werden.
Weiterhin habe ich gezeigt, dass das SyCyR-System dazu genutzt werden kann, die Signaltransduktion von IL-22 zu kopieren. Zusätzlich habe ich analysiert, ob die beiden IL-22 bindenden Rezeptoren IL-10R2 und IL-22Rα1 auch dazu in der Lage sind, aktive Homodimere zu bilden. Eine solche Analyse war mittels SyCyRs möglich und offenbarte aktive Homodimere für den IL-10R2. Zusätzlich kann das SyCyR-System dazu genutzt werden, Zytokinrezeptoren verschiedener Klassen oder Familien zu di- oder oligomerisieren, welche endogen keinen gemeinsamen Liganden aufweisen. Hierbei habe ich gezeigt, dass der IL-10R2 auch mit gp130 einen aktiven Heterodimer ausbilden kann. Zuletzt habe ich analysiert, ob die SyCyR-Methode auch bei trimeren Rezeptoren funktional ist. Hierfür wurden Mitglieder der Tumornekrosefaktor-Rezeptor (TNFR)-Superfamilie ausgewählt. Es zeigte sich, dass alle drei Rezeptoren (TNFR1, TNFR2, FasR) als SyCyR aktiviert werden konnten. Der TNFR1 und TNFR2 binden endogen beide an TNFα und es wurde mittels SyCyRs analysiert, ob die Rezeptoren auch als Heterotrimer aktiviert werden können, was jedoch nicht der Fall war. Weiter konnte ich zeigen, dass die SyCyRs auch als Zelltod-vermittelnde Rezeptoren funktionieren, wie die durch den FasR-SyCyR eingeleitete Apoptose zeigte. Hierbei konnte zudem detektiert werden, dass der FasR-SyCyR auch schon als Dimer eine leicht geminderte Aktivität zeigt, welche ebenfalls in der Lage ist, Apoptose zu induzieren.Personalized medicine is a rapidly advancing field. However, further research on the immune system is required to target potential misfunctions more efficiently for therapy. Therefore, it is significant to analyze cytokine receptor induced signal transduction more accurately. Synthetic cytokine receptors (SyCyRs) represent tools to analyze cytokine signaling pathways without background activation. The extracellular domains of the SyCyRs are composed of a nanobody directed against either green fluorescent protein (GFP) or mCherry and the transmembrane and the intracellular domain of the receptor of interest. The system needs also synthetic ligands (GFP/mCherry fusion proteins), which I modified in the context of this work. The fusion of the ligands GFP or mCherry to the Fc-part of an IgG antibody facilitated the purification of ligands through Protein-A affinity chromatography. Additionally, the Fc-domain maintains the dimerization of their fusion proteins. I verified that the distance of Fc-mediated dimerization between the ligands is sufficient for the activation of homodimeric SyCyRs. Distance between ligands is crucial to activate the cytokine receptors as they need to be in a close juxtaposition. Furthermore, I was able to show that one can use the SyCyR-system to phenocopy the signal transduction of IL-22. Moreover, I analyzed if the IL-22 binding receptors IL-10R2 and IL-22Rα1 form active homodimers. Such an analysis was possible through the SyCyRs and revealed active homodimers for the IL-10R2. Additionally, the SyCyR-system helps to bring together cytokine receptors of different classes and families as di- or oligomers without shared natural ligands. As such, we could demonstrate that IL-10R2 and gp130 can form active heterodimers. Finally, I analyzed if it is possible to transfer the SyCyR method to trimeric receptors. For this purpose, we selected members of the tumor necrosis factor receptor (TNFR) superfamily. I was able to show that all three receptors (TNFR1, TNFR2, FasR) were active as SyCyRs. Natural TNFR1 and TNFR2 both bind to TNFα. Using SyCyRs I further looked whether the receptors can also form active heterotrimers, which was not the case. Moreover, I detected that SyCyRs were also able to induce cell death since the FasR-SyCyR induced apoptosis upon stimulation. Here, we could observe that the FasR-SyCyR is already active as a dimer. This dimeric activation was a little impaired but still able to induce apoptosis. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Biochemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 11.12.2020 | |||||||
| Dateien geändert am: | 11.12.2020 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 03.07.2020 | |||||||
| Datum der Promotion: | 03.12.2020 |
