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ExtrazellulÀre RibonukleinsÀure als Induktor der TACE-Aktivierung und TNF-alpha Freisetzung von Makrophagen

Behnke, Jonas


Originalveröffentlichung: (2017) Giessen : VVB Laufersweiler Verlag
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (30.361 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-130417
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2017/13041/

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Universität Justus-Liebig-UniversitĂ€t Gießen
Institut: Biochemisches Institut
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6600-0
Sprache: Deutsch
Tag der mĂŒndlichen PrĂŒfung: 28.05.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 16.08.2017
Kurzfassung auf Deutsch: ExtrazellulĂ€re RibonukleinsĂ€ure (eRNA) wird bei Gewebetraumata, IschĂ€mie oder Tumorwachstum als prothrombotischer, proinflammatorischer und permeablilitĂ€tssteigender Faktor freigesetzt. Über ihre Wirkung auf murine und humane Makrophagen ist jedoch wenig bekannt, sodass ihr Einfluss auf die TNF-alpha Freisetzung dieser Zellen genauer untersucht wurde.
Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit haben gezeigt, dass eRNA aus murinen Fibroblasten die Freisetzung von TNF-alpha durch Aktivierung der Metalloproteinase TACE, auch ADAM17 genannt, induziert und als danger-associated molecular pattern (DAMP) wirken kann. Dabei wurde TNF-alpha in zeit- und konzentrationsabhĂ€ngiger Weise von THP-1 Makrophagen freigesetzt und konnte als Mediator einer frĂŒhen Immunantwort per ELISA identifiziert werden. SekundĂ€re Effekte durch Bindung des freigesetzten TNF-alpha an TNF-Rezeptoren konnten dabei ausgeschlossen werden. Die spezifische Inhibierung der in der TNF-alpha Freisetzung aktiven Enzyme ADAM10 und ADAM17 entschlĂŒsselte dabei ADAM17 als hauptverantwortliches Enzym der TNF-alpha Freisetzung. Auch die Beteiligung von MAP-Kinasen und des NF-kappaB Signalweges in der ADAM17-Aktivierung von Makrophagen konnte aufgezeigt werden. Außerdem induzierte eRNA unabhĂ€ngig von der ADAM17-Aktivierung die mRNA-Expression weiterer inflammatorischer Zytokine, wie IL-1beta, CCL3, CCL4 und IL-8. Im Gegensatz zu LPS war eRNA jedoch nicht in der Lage die Caspase-1 ausreichend zu aktivieren, um IL-1beta freizusetzen. Des Weiteren konnte MyD88 in MyD88-/--Maus-Makrophagen als weiteres SchlĂŒsselprotein der eRNA-induzierten TNF-alpha Freisetzung identifiziert werden. Dies fĂŒhrte dazu, dass durch Verwendung weiterer Toll-like-Rezeptor-Agonisten und eines TLR-4-Antagonisten der TLR-2 und TLR-4 in den Mittelpunkt der eRNA induzierten TNF-alpha Freisetzung rĂŒckte. Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass extrazellulĂ€re self-RNA als DAMP die Freisetzung von TNF-alpha via extrazellulĂ€rer Toll-like-Rezeptoren in Makrophagen zu initiieren vermag.
Kurzfassung auf Englisch: Extracellular RNA (eRNA) is being released as a prothrombotic, proinflammatory and permeability-increasing factor during tissue traumatisation, ischemia or tumor growth. However, knowledge is scarce about ist effect on murine or human macrophages. Therefore, ist influence on the release of TNF-alpha of these cells needed tob e examined more precisely.
The results of this paper show that eRNA can function as a damage-associated molecular pattern (DAMP), and thereby triggert he shedding of bioactive tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) from macrophages, mediated by a TNF-alpha-converting enzyme (TACE or ADAM17) –a membrane-bound disintegrin metalloproteinase.
The release of TNF-alpha from macrophages proceeded in a time- and concentration-dependent manner. TNF-alpha was identified as a mediator of early immune response. Secondary effects caused by a bonding unit of the released TNF-alpha and TNF-receptors could be excluded. Using specific inhibitors for ADAM17 and ADAM10, both involved in the TNF-alpha sheddase reaction, ADAM17 was identified tob e mainly responsible fort he release of soluble TNF-alpha.
Further it is proven that MAP-kinases and NF-kappaB signaling pathways are involved in these inflammatory actions of eRNA. In addition, eRNA induced the mRNA-expression of other cytokines like IL-1beta, CCL3, CCL4, or IL-8 from macrophages, yet by an ADAM17-independent mechanism. Contrary to TNF-alpha, eRNA could not induce liberation of IL-1beta by activation of caspase-1. Moreover, MyD88 played an important role in the activation of macrophages. Using different Toll-like-receptors-agonists and a TLR-4-antagonist we focused on eRNA recognition by TLR-2 and TLR-4.
These results indicate that extracellular self-RNA functioning as a damage-associated molecular pattern may initiate the inflammatory response by inducing the early release of TNF-alpha from macrophages and furthermore, Toll-like-receptors 2 and 4 are probably involved in this process.
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