Dokument: Bedeutung der Mitogen Activated Protein Kinase Activated Protein Kinase 2 (MK2) für die Regulation von Hepcidin

Titel:	Bedeutung der Mitogen Activated Protein Kinase Activated Protein Kinase 2 (MK2) für die Regulation von Hepcidin
Weiterer Titel:	Relevance of Mitogen Activated Protein Kinase Activated Protein Kinase 2 (MK2) for Hepcidin Regulation
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=58400
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20220104-111044-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Skryabin, Anastasiya [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,28 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 21.12.2021 / geändert 21.12.2021
Beitragende:	Prof. Dr. Bode, Johannes [Gutachter] PD Dr. med. Reifenberger, Julia [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Leber hat im menschlichen Organismus eine zentrale Bedeutung und ist unentbehrlich für das Überleben. Neben ihrer Bedeutung für Metabolismus und Detoxifikation kommt ihr auch eine Bedeutung in der Regulation der angeborenen und adaptiven Immunität zu. So spielt sie eine zentrale Rolle in der Induktion von Toleranz und ist als führender Syntheseort von Akute-Phase-Proteinen für die Produktion einer Vielzahl von Faktoren verantwortlich, die im Kontext der angeborenen Immunität wesentliche regulatorische Funktionen als auch Effektorinduktionen wahrnehmen. Ein wichtiges Akute-Phase-Protein ist in diesem Zusammenhang Hepcidin, welches beim Entzündungsgeschehen in seiner Funktion zu einer verminderten Eisenabgabe durch Enterozyten, Hepatozyten und Makrophagen an das Blut führt. Die Mitogen Activated Protein Kinase Activated Protein Kinase 2 (MK2) ist eine der durch p38 aktivierten Effektorkinasen und spielt eine zentrale Rolle in der Regulation der Expression von Faktoren, die für die Kontrolle des Entzündungsgeschehens essentiell sind. Vorbefunde der Arbeitsgruppe an Tieren mit MK2 Defizienz legen nahe, dass die MK2 einen inhibitorischen Einfluss auf die LPS induzierte Expression von Hepcidin im Lebergewebe hat. Ziel der Arbeit war es somit zu der Aufklärung der Mechanismen beizutragen, wie die MK2 die Expression von Hepcidin und die damit assoziierten Signalkaskaden im Rahmen einer Entzündungsreaktion reguliert, wobei ein besonderes Augenmerk auf die möglichen Einflüsse der MK2 auf die transkriptionelle Regulation des Hepcidin Gens (Hamp) gerichtet wurde. Dazu wurden primäre murine Wildtyp (WT), MK2-/-, IL1R-/- und IL6R-/- Hepatozyten mit Überständen von mit LPS konditionierten Makrophagen behandelt und anschließend die Hamp-mRNA-Expression und TTP-mRNA-Expression in Hepatozyten analysiert. Weiterhin wurden primäre murine WT und MK2-/- Hepatozyten in Zeit-und Konzentrationsreihen mit IL6 und IL1-β stimuliert und anschließend die Hamp-mRNA-Expression, Hamp-hnRNA-Expression und SOCS3- mRNA-Expression, sowie STAT3-Aktivierung auf Proteinebene quantifiziert. Außerdem wurden Decay-Experimente an primären murinen WT und MK2-/- Hepatozyten mit anschließender Hamp-mRNA-Bestimmung durchgeführt. Die Versuche mit Zeit-und Konzentrationsreihen, sowie die Decay-Experimente wurden ebenfalls an der humanen Hepatoma-Zelllinie HepG2 nachgestellt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass im inflammatorischen Zusammenspiel zwischen Makrophagen und Hepatozyten die MK2 die Hamp-Induktion auf Ebene des Hepatozyten reguliert. Weiterhin geschieht die Modulation der Hamp-Induktion durch die MK2 auf Transkriptebene, jedoch ohne Einfluss auf Transkriptstabilität von Hamp. IL6 und IL1-β wirken außerdem synergistisch auf die Hamp-Induktion, wobei sich bei der MK2 negativ modulierende Einflüsse auf diesen Synergismus nachweisen lassen. Im Gegensatz dazu scheint die MK2 auf den Synergismus von IL6 und IL1-β auf die Induktion von TTP einen positiv modulierenden Effekt zu haben. Außerdem hat die MK2 Einfluss auf die IL1-β abhängige SOCS3-Induktion. Die in der vorliegenden Arbeit dargelegten Ergebnisse geben Einblick in den Wirkmechanismus der MK2 bei Regulation der Hepcidin-Expression. Weiteren Mechanismen der MK2 bei Regulation von Hepcidin und anderen Faktoren der damit assoziierten Signaltransduktionskaskade muss in weiterührenden Arbeiten nachgegangen werden. The liver has a central role in the human organism and is essential for survival. Besides its significance for metabolism and detoxification it also has importance in regulating the innate and adaptive immune system. Thus it plays a central role in tolerance induction and being the leading synthesis site for acute-phase-proteins, it is responsible for producing a variety of factors bearing essential regulatory and effectorinductory functions in context of the innate immunity. One of the important acute-phase proteins in this regard is hepcidin, leading under inflammatory circumstances to a reduced iron emission from enterocytes, hepatocytes and macrophages to the blood. The Mitogen Activated Protein Kinase Activated Protein Kinase 2 (MK2) is an effector kinase activated trough p38 and plays a central role in regulating essential inflammatory controlling factors. Preceding results of our group regarding mice with MK2 deficiency suggested that the MK2 has an inhibitory effect on the LPS-induced expression of hepcidin in liver tissue. Thus the aim of this work was to contribute to the discovery of regulatory mechanisms concerning hepcidin and associated signal transduction via MK2 paying special attention to possible MK2 involvement in regulation of the hepcidin gene (hamp) on transcriptional level. Therefore primary murine wild type (wt), MK2-/-, IL1R-/- and IL6R-/- hepatocytes were treated with supernatants from LPS-conditioned macrophages and hamp- mRNA-expression and TTP-mRNA-expression in hepatocytes was analysed afterwards. Furthermore primary murine wt and MK2-/- hepatocytes were stimulated with IL6 and IL1-β in concentration gradients over specific time periods and subsequently hamp-mRNA-expression, hamp-hnRNA-expression and SOCS3-mRNA- expression as well as STAT3-activation on protein level was analysed. Thereafter decay-experiments with primary murine wt and MK2-/- hepatocytes with further determination of hamp-mRNA-expression were performed. Experiments with IL6 and IL1-β time- and concentration gradients as well as decay-experiments were also performed on the human hepatoma cell line HepG2. The results show that during the inflammatory interaction between macrophages and hepatocytes MK2 regulates hamp induction on a hepatocytic level. Furthermore modulation of hamp induction via MK2 happens on a transcriptional level, however MK2 does not show influence on transcript stability of hamp. Moreover IL6 and IL1-β show a synergistic effect on hamp induction whereas MK2 also shows negative modulatory effects on the aforementioned synergism. In contrast MK2 might show a positive modulatory effect on IL6 and IL1-β synergism of TTP induction. Furthermore MK2 shows modulatory effects on IL1-β dependent SOCS3 induction. The presented results in this work give insight in the working mechanisms of MK2 regulating hepcidin expression. Subsequent mechanisms of MK2 regulating hepcidin expression and other associated signal transducery factors should be investigated in further studies.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät
Dokument erstellt am:	04.01.2022
Dateien geändert am:	04.01.2022
Promotionsantrag am:	21.06.2021
Datum der Promotion:	16.12.2021