Dokument: Interference between adrenergic pathways and P38 MAPK signaling pathway in synovial fibroblasts from OA and RA patients

Titel:	Interference between adrenergic pathways and P38 MAPK signaling pathway in synovial fibroblasts from OA and RA patients
Weiterer Titel:	Interferenz zwischen adrenergen Bahnen und P38 MAPK Signalweg bei synovialen Fibroblasten bei Patienten mit OA und RA
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=57818
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20211103-124502-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Ding, Liang [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 9,47 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 25.10.2021 / geändert 25.10.2021
Beitragende:	Prof. Dr. med. Pongratz, Georg [Gutachter] Prof. Dr. Germing, Ulrich [Gutachter]
Stichwörter:	synovial fibroblasts,adrenergic receptors,P38 MAPK signaling pathway
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Das Synovium, als eine Art semipermeable Membran, reguliert den molekularen Verkehr zum Gelenkknorpel, um die physiologische Homöostase aufrecht zu erhalten. Synoviale Fibroblasten (SF) sind die wichtigsten stromalen Zellen des Gelenksynoviums, die die extrazellulären Matrix (ECM) Komponenten der Synovialflüssigkeit produzieren und somit für die Integrität des Knorpels und die Schmierung des Gelenks verantwortlich sind. Außerdem haben SF eine Vielzahl von Mustererkennungsrezeptoren (pattern recognition receptors) und sind in der Lage, proentzündliche Zytokine sowie Knochen- und Knorpel destruirende Enzyme zu produzieren. Es ist bekannt, dass Synovitis und die daraus resultierenden proentzündlichen Mediatoren eine zentrale Rolle bei der Pathogenese von Osteoarthritis (OA) und rheumatoider Arthritis (RA) spielen. Frühere Studien haben gezeigt, dass adrenerge Rezeptoren (AR) bei chronischen Entzündungs- und Immunprozessen ebenfalls eine bedeutende Rolle spielen. Ziel dieser Studie war es deshalb, das Vorhandensein von ARs auf SF nachzuweisen und ihre Rolle im proinflammatorischen Kontext zu untersuchen, indem die Wirkung adrenerg aktiver Substanzen auf den p38 MAPK-Signalweg und die Zytokinproduktion durch SF in vitro untersucht wurde. SF von OA- und RA-Patienten wurden kultiviert und mit TNF (10 ng/ml), IFN (10 ng/ml) oder Cortisol für 72h stimuliert. Anschließend wurden α1a-, α2b-, β1-, β2- und β3-AR mittels Western Blot detektiert. Zusätzlich wurden mittels Immunfluoreszenzfärbung α1a-, α2b- und β2-AR in synovialem Gewebe dargestellt und nach Stimulation von β3-AR phosphoryliertes p38-Protein in SF dargestellt. ELISA wurde verwendet, um zu untersuchen, ob AR-agonisten die IL-6- und BAFF-Freisetzung nach TNF- bzw. IFN-Stimulation in SF modulieren können. Die Wirkung des β3-Agonisten BRL 37344 auf den p38 MAPK Signalweg wurde mittels Zell-ELISA untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass SF α1a-, α2b- und β1-3-AR exprimieren, wohingegen keine α1b-AR nachgewiesen werden konnten. α - und β -AR wurden durch Cortisol reguliert, β3-AR wurde von TNF und IFN-γ herunterreguliert. Über β-adrenerge Mechanismen konnte die Produktion von IL-6 in SF, die mit TNF bereits behandelt wurden, erhöht werden, die Stimulation hatte jedoch keine Auswirkung auf die Proliferation der SF. BRL 37344 erhöhte die IL-6-Produktion durch SF auch ohne TNF-Stimulation, eine Synergie zwischen BRL37344 und Isoproterenol bzgl. der IL-6 Produktion wurde aber nicht beobachtet. Isoproterenol beeinflusste die BAFF-Produktion in SF, die mit IFN-γ in unterschiedlichen Konzentrationen zuvor stimuliert wurde. Zudem aktivierte die β3-Stimulation den p38 MAPK Signalweg in SF. Zusammenfassend ergab unsere Studie, dass SF α1a-, α2b-, β1-, β2- und β3-AR exprimieren, welche unter pro- bzw. anti-entzündlichen Bedingungen moduliert wurden. Darüber hinaus ist in SFs die Produktion von IL-6 durch β3 AR reguliert. Während frühere Studien nur β3-Expression im Fettgewebe und im Herzen identifizierten, haben wir gezeigt, dass SF ebenfalls β3-AR exprimieren und dass β3-Agonismus über eine Aktivierung des p38 MAPK Signalwegs zu einer Modulation der IL-6-Produktion führt. Diese Befunde geben neue Einblicke in die, durch das sympathische Nervensystem beeinflussbaren pathophysiologischen Prozesse bei RA. The synovium, as a kind of semipermeable membrane, controls the molecular traffic into and maintain the normal physiological state of articular cartilage. Synovial fibroblasts (SFs) are the main stromal cells of the joint synovium, which produce the extracellular matrix (ECM) components of the synovial fluid and thus are important for cartilage integrity and lubrication of the joint. In addition, SFs carry a variety of innate immune receptors and are able to produce pro-inflammatory cytokines and bone and cartilage destructive enzymes. More and more evidence show that synovitis and the resulting pro-inflammatory mediators play important roles in the pathogenesis of osteoarthritis (OA) and rheumatoid arthritis (RA). Previous studies have demonstrated that adrenergic receptors (AR) play significant roles in chronic inflammatory and immune response processes. The aim of this study is to demonstrate the existence of ARs on SFs and elucidate their pathological role under proinflammatory condition by assessing the effects of adrenergic drugs on P38 MAPK signaling and cytokine production in SFs in vitro. SFs from OA and RA patients were cultured, stimulated with TNF (10 ng/ml), IFN (10 ng/ml) or cortisol for 72h. Then, α1a, α2b, β1, β2 and β3 protein were detected by Western Blot. Immunocytofluorescent staining was conducted to visualize α1a, α1b, α2b and β2 protein in synovial tissue and phosphorylated p38 protein in SFs after β3 ligation. ELISA was used to determine whether AR agonists modulate IL-6 and BAFF release in SFs after TNF and IFN stimulation respectively. The effect of the β3 AR agonist BRL 37344 on p38 MAPK signaling pathway was investigated by cell ELISA. Results showed that SFs express α1a, α2b and β1-3 receptors, but no α1b protein. Alpha and beta ARs were up-regulated by cortisol, β3 AR was down-regulated by TNF and IFN-γ. Beta AR agonism increased IL-6 production in SFs pretreated with TNF, but had no significant effects on proliferation of SFs. BRL 37344 increased IL-6 production in SFs even without TNF stimulation, yet no synergy was found for IL-6 production when BRL 37344 and isoproterenol were added together. Isoproterenol affected BAFF production in SFs pretreated with IFN-γ at different concentrations. Beta3 agonism activated P38 MAPK signaling pathway in SFs. In conclusion, our study found that SFs expressed α1a, α2b, β1, β2 and β3 ARs, and the levels of ARs changed under pro-inflammatory or anti-inflammatory conditions. In addition, β3 AR regulated IL-6 expression in SFs. While previous studies only identified β3 expression in adipose tissue and the heart, we demonstrated that SF also express β3 AR, and that β3 agonism activates P38 MAPK signaling pathway to modulate IL-6 production. These findings provide a new view on pathophysiological processes with respect to the involvement of the sympathetic nervous system in the pathogenesis of RA.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	03.11.2021
Dateien geändert am:	03.11.2021
Promotionsantrag am:	12.07.2021
Datum der Promotion:	21.10.2021