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Pyrogene Wirkung von mycoplasmalen Lipopeptiden und bakteriellem Endotoxin bei Toll like Rezeptor-2-defizienten Mäusen und bei CD36-defizienten spontan hypertensiven Ratten

Welsch, Janina


Originalveröffentlichung: (2010) Giessen : VVB Laufersweiler 2010
pdf-Format: Dokument 1.pdf (5.441 KB)

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Institut für Veterinärphysiologie
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-5566-0
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 02.11.2009
Erstellungsjahr: 2010
Publikationsdatum: 15.02.2010
Kurzfassung auf Deutsch: Das Makrophagen-aktivierende Lipopeptid-2 (MALP-2) von Mycoplasma fermentans
und das Fibroblasten-stimulierende Lipopeptid-1 (FSL-1) von Mycoplasma salivarium
scheinen durch die Aktivierung der Toll-like Rezeptoren (TLRs) 2 und 6 die angeborene
Immunantwort zu induzieren. CD36 gilt als zellulärer Sensor für diacylierte Lipopeptide wie
MALP-2 und FSL-1 und könnte für die durch solche Lipopeptide ausgelösten Effekte in vivo
erforderlich sein. Aus diesem Grund wurden in dieser Studie die Ansprechbarkeit von TLR2-
ko-Mäusen (TLR2-ko), ihrer Wildtyp-Mäuse (C57/BL-6) sowie die von CD36-defizienten
spontan hypertensiven Ratten (SHR) und ihren genetischen Kontrollen, den Wistar Kyoto
Ratten (WKY), auf die systemische Stimulation mit TLR2/6-Agonisten MALP-2 und FSL-1
sowie mit dem TLR4-Agonisten Lipopolysaccharid (LPS) untersucht.
Hierzu wurde den verwendeten Mäusen und Ratten ein Radiotransmitter intraabdominal
implantiert, der die Körpertemperatur und die motorische Aktivität aufzeichnete. Um weitere
charakteristische Merkmale des „sickness behaviors“ überprüfen zu können, wurde bei den
Ratten zusätzlich die Futter- und Wasseraufnahme gemessen, um die Entwicklung von
Anorexie und Adipsie ermitteln zu können. Des weiteren wurden bei den Ratten und Mäusen
die im Blut zirkulierenden Tumor Nekrose Faktor (TNF)- und Interleukin-6 (IL-6)-Gehalte
mit Hilfe von Bioassays ermittelt. Die inflammatorische Aktivierung des Gehirns wurde über
die Quantifizierung der nukleären Translokation des Transkriptionsfaktors STAT3 (signal
transducer and activator of transcription 3) in fieber- und sickness behavior-relevanten
Gehirnstrukturen überprüft.
Bei den TLR2-ko-Mäusen fiel die Fieberantwort sowie die Bildung der beiden Zytokine
IL-6 und TNF nach intraperitonealer Stimulation mit MALP-2 und FSL-1 im Vergleich zu
den Kontrolltieren komplett aus, wohingegen die Reaktivität der Ko-Mäuse nach
intaperitonealer Injektion von LPS im Vergleich zu den Wildtyp-Mäusen unbeeinträchtigt
blieb. Die CD36 defizienten SHR zeigten nach MALP-Stimulation eine Abschwächung der
Fieberantwort und des sickness behaviors, diese Reduktion der Responsivität fiel jedoch nach
LPS-Stimulation im Vergleich zu den WKY noch stärker aus. Die zirkulierenden Zytokine
sowie die Anzahl der STAT3-Signale in den relevanten Gehirnstrukturen waren allerdings bei
SHR wie WKY nach Stimulation beider Pyrogene weitgehend identisch, was zeigt, dass die
inflammatorische Aktivierung des Gehirns als Antwort auf die MALP-2-, FSL-1 und LPSStimulation durch die CD36-Defizienz nicht beeinträchtigt wird.
Diese Ergebnisse demonstrieren eindeutig, dass der TLR2 für die Manifestation der
MALP-2- und FSL-1-induzierten, nicht aber für die LPS-induzierten inflammatorischen
Antworten essentiell ist. Eine geringgradige Beteiligung des CD36-Rezeptors an der MALP-
2-induzierten Krankheits- und Zytokinantwort ist nicht auszuschließen, aber eher
unwahrscheinlich, da die LPS-Antwort bei SHR ebenfalls verringert war. Die beobachtete
Reduktion des MALP-2- und LPS-induzierten Fiebers rührt wahrscheinlich eher von weiteren
endokrinen Abnormalitäten der SHR her, die bei diesen Tieren stärkere antipyretische
Kapazitäten bewirken.
Kurzfassung auf Englisch: Macrophage-activating lipopeptide-2 (MALP-2) from Mycoplasma fermentans and
fibroblast- stimulating Lipopeptid-1 from Mycoplasma salivarium seem to induce an innate
immune response via activation of Toll-like receptors (TLRs) 2 and 6. CD36 is regarded as a
cellular sensor of diacylated lipopeptides such as MALP-2 or FSL-1 and may be required for
the array of MALP-2/FSL-1-induced effects in vivo. We therefore tested the responses of
TLR2-knockout mice (TLR2-ko) and wildly mice (C57/Bl-6), and of CD36 deficient
spontaneously hypertensive rats (SHR) and their genetic controls (Wister Kyoto rats, WKY)
to systemic stimulations with the TLR2/6 agonists MALP-2 and FSL-1 and the TLR4 agonist
lip polysaccharide (LPS).
TRL2-ko, C57/BL-6, SHR and WKY were intraabdominally implanted with
radiotransmitters for recording of body temperature (fever) and motor activity. Food and
water intake were also measured to determine a possible development of anorexia and adipsia
as characteristic components of brain-controlled sickness responses. Circulating levels of
tumor necrosis factor (TNF) and inteleukin-6 (IL-6) were measured by use of specific
bioassays. Inflammatory activation of the brain was determined by quantification of a nuclear
translocation of the transcription factor STAT3 (signal transducer and activator of
transcription 3) in brain areas, relevant for the manifestation of fever and sickness behaviour.
Fever and formation of TNF and IL-6 induced by intraperitoneal injections of MALP-2
and FSL-1 were completely blunted in TLR2-ko mice, while LPS-induced responses were not
impaired in these animals when compared to those of C57/BL-6 wildtyp mice. In SHR
lacking CD36 an attenuation of fever and sickness behaviour was observed in response to
MALP-2, but even to a higher degree in response to LPS, when compared to WKY controls.
Circulating cytokines and numbers of nuclear STAT3 signals in relevant areas of the brain
were identical in SHR and WKY after stimulation with both pyrogens, indicating that the
inflammatory activation of the brain in response to MALP-2 (and LPS) is not impaired by the
lack of CD36.
These results demonstrate unequivocally that TLR2 is essential for the manifestation of
MALP-2/FSL-1-induced (but not for LPS-induced) inflammatory responses. A moderate
participation of CD36 in MALP-2-induced sickness- and cytokine-responses can not be ruled
out, but is rather unlikely since LPS-induced inflammatory responses were also attenuated in
SHR. The observed attenuations in MALP-2 and LPS-induced fever in SHR may rather be caused by some of the endocrine abnormalities in these rats resulting in stronger endogenous
antipyretic capacities.