dc.contributor.author
Chaitidis, Pavlos
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:17:01Z
dc.date.available
2006-12-21T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/825
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5027
dc.description
0\. Titelblatt, Danksagung und Verzeichnisse
DANKSAGUNG
I. INHALTSVERZEICHNIS
II. ABBILDUNGSVERZEICHNIS
III. TABELLENVERZEICHNIS
IV. ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
1\. EINLEITUNG
1.1. Die Entzündung ist Teil der Immunantwort
1.2. Eikosanoide sind effektive Entzündungsmediatoren
1.3. Lipoxygenasen sind lipidperoxidierende Enzyme
1.4. Monoaminoxidasen sind amin-oxidierende Enzyme, die im Stoffwechsel von
Neurotransmittern bedeutsam sind
1.5. Das humane Immundefizienz-Virus (HIV)
1.6. Zielstellung
2\. MATERIAL UND METHODEN
2.1. Material
2.2. Methoden
3\. ERGEBNISSE
3.1. Veränderungen im mRNA-Muster humaner Monozyten durch die Th2-Zytokine
Interleukin-4/13
3.2. Veränderungen im Protein-Expressionsmuster humaner Monozyten durch die
Th2-Zytokine Interleukin-4/13
3.3. IL-4-induzierte Hochregulation der Expression anti-inflammatorischer Gene
3.4. IL-4-induzierte Herunterregulation der Expression pro-inflammatorischer
Gene
3.5. Parallele Induktion von 15-LOX-1 und MAO-A nach Th2-Zytokinstimulierung
3.6. Einfluss der 15 LOX-Überexpression auf die Expression von HIV-
Korezeptoren
4\. DISKUSSION
4.1. Methoden der Transkriptomanalyse
4.2. Die Rolle von Monozyten/Makrophagen bei der Entzündungsreaktion
4.3. Kurzcharakterisierung der am stärksten hochregulierten Genprodukte
4.4. Kurzcharakterisierung der am stärksten herunterregulierten Genprodukte
4.5. Kurzcharakterisierung einiger anti-inflammatorischer Gene
4.6. Kurzcharakterisierung klassischer pro-inflammatorischer Gene
4.7. Regulation der Genexpression durch Veränderungen des zellulären Redox-
Status
5\. ZUSAMMENFASSUNG
6\. SUMMARY
7\. LITERATURVERZEICHNIS
8\. PUBLIKATIONS-LISTE
dc.description.abstract
Monozyten spielen eine duale Rolle bei der Pathogenese der
Entzündungsreaktion. In der akuten Entzündungsphase vermitteln sie überwiegend
pro-inflammatorische Wirkungen, was u.a. durch das Muster der monozytärer
Botenstoffe (Zytokine, Eikosanoide) sichtbar wird. Während in der
Heilungsphase (inflammatory resolution) verändert sich jedoch der Phänotyp der
im Entzündungsareal vorkommenden Monozyten dahingehend, dass sie nun
vorwiegend anti-inflammatorische Mediatoren synthetisieren. Damit wird die
akute Entzündungsreaktion aktiv beendet und die ursprüngliche Struktur des
entzündlich veränderten Gewebes wiederhergestellt. Um zu untersuchen, ob
Th2-Zytokine (IL-4 und IL-13) einen solchen Phänotypwechsel von Monozyten
induzieren können, wurden periphere Blutmonozyten in Gegenwart von IL-4 oder
IL-13 für 72 Stunden in vitro kultiviert und anschließend zelluläre
Expressionsprofile (mehr als 16.000 Genen) mittels Mikroarray-Analyse
erstellt. Die acht am stärksten hochregulierten (bis zu 290-fache
Hochregulation) Genprodukte waren: 15-LOX-1, FN1, CD23, CD1C, MAO-A, F13A1,
MS4A4A und CCL22. Im Gegensatz dazu wurden IFI44L, SN, CLGN, ORM1, C1S, INDO,
ISG20 und KCNJ15 am stärksten herunterreguliert (bis zu 100-fache
Herunterregulation). Weiterhin wurde unter unseren experimentellen Bedingungen
die monozytäre Synthese klassischer pro-inflammatorischer Zytokine (IL-1,
IL-6, IL-8, IL-18, CCL2, TNFα) herunterreguliert, und es kam zu einer
Verminderung der Expression von Enzymen (5-LOX, LTC4-Synthase, COX-2), die an
der Synthese pro-inflammatorischer Eikosanoide beteiligt sind, und von
Korezeptoren (CD4, CXCR4, CCR5) des humanen Immundefizienz-Virus-1 (HIV-1).
Die Expression von Proteinen, denen man anti-inflammatorische Eigenschaften
zuschreibt (TIMP, ANXA1, IL-10, HMOX1) wurden dagegen hochreguliert. Neben der
Regulation der 15-LOX-1, die unter den Genprodukten in Monozyten nach
IL-4-Stimulierung das am stärksten hoch regulierte war, war die 54-fache
Erhöhung der MAO-A Expression besonders bemerkenswert, da es für eine
monozytäre Expression dieses Enzyms bislang keinen experimentellen Hinweis
gab. Unsere Daten belegen jedoch, dass die MAO-A in IL4-behandelten Monozyten
auf hohem Niveau exprimiert wird und dass das Enzym eine Rolle bei der
Entzündungsheilung spielen könnte, da sie für den Abbau einiger pro-
inflammatorischer biogener Amine verantwortlich ist. Weiterführende
Experimente zum Mechanismus der Expressionsregulation der MAO-A und der HIV-
Korezeptoren deuteten auf eine wichtige Rolle des zellulären Hydroperoxidtonus
(zelluläre Konzentration von Hydroperoxiden) hin. So konnte die
IL-4-induzierte Hochregulation der MAO-A Expression und die IL-4-abhängige
Senkung der zellulären Konzentration von HIV-1-Korezeptoren auch durch eine
Erhöhung des zellulären Hydroperoxidtonus ausgelöst werden. Damit könnte es
sich zumindest bei einem Teil der IL-4-regulierbaren Gene um redox-abhängige
Expressionsregulationen handeln. Da die enzymatische Aktivität der 15-LOX-1 zu
einer Erhöhung des zellulären Oxidationsstatus führen kann, scheint die
IL-4-induzierte Hochregulation der Expression dieses Lipid-peroxidierenden
Enzyms über die IL-4-induzierte Regulationskaskade besonders bedeutsam zu
sein.
de
dc.description.abstract
Monocytes play a pivotal role in the pathogenesis of the inflammation. In the
acute phase of inflammation they obtain predominantly pro-inflammatory
effects, which become visible in the expression of second messengers
(cytokines, eicosanoids). During the inflammatory resolution phase the
phenotype of the monocytes occurring in the inflammation area changes in such
a way that they now synthesize predominantly anti-inflammatory mediators. Thus
the acute inflammation reaction is terminated actively and the original
structure of the inflammatory changed fabric is restored. In order to examine,
whether Th2-cytokines (IL-4 and IL-13) can induce such a phenotype-switch,
peripheral monocytes were cultivated in presence of IL-4 or IL-13 for 72 hours
in vitro afterwards cellular expression profiles (more than 16,000 genes) were
obtained by means of microarray analysis. The eight most strongly up-regulated
(up to 290-fold up-regulation) genes were: 15-LOX-1, FN1, CD23, CD1C, MAO A,
F13A1, MS4A4A and CCL22. In contrast, IFI44L, SN, CLGN, ORM1, C1S, INDO, ISG20
and KCNJ15 were the most strongly down-regulated (up to 100-fold down-
regulation) genes. Under our experimental conditions classical pro-
inflammatory cytokines (IL-1, IL-6, IL-8, IL-18, CCL2, TNFα) become down-
regulated. And in addition we observed a reduction of the expression of
enzymes (5-LOX, LTC4-Synthase, COX-2), which are involved in the synthesis of
pro-inflammatory eicosanoids and of co-receptors (CD4, CXCR4, CCR5) for the
human immunodeficiency virus-1 (HIV-1). In contrast, the expression of
proteins with anti-inflammatory characteristics (TIMP, ANXA1, IL-10, HMOX1)
are up-regulated. In addition to the up-regulation of the 15-LOX-1, which was
the most strongly regulated gene in monocytes after IL-4 stimulation, we
observed a 54-fold increase of MAO-A expression. This was particularly
remarcable, as there was no experimental reference for a monocyte expression
of this enzyme so far. However our data prove that the MAO-A in IL4-treated
monocytes is expressed ad high level and that the enzyme could play a crucial
role during the inflammatory resolution phase, as it is responsible for the
degradation of some pro-inflammatory biogenic amines. Further experiments on
the mechanisms of the expression regulation of the MAO-A and the HIV co-
receptors indicated an important role of the cellular hydroperoxide tonus. So
the IL-4-induced up-regulation of the MAO-A expression and the IL-4-dependent
decrease of the cellular concentration of HIV-1 co-receptors could be induced
by an increase of the cellular hydroperoxide tonus. This suggest, that at
least a part of the IL-4-regulated genes is redox-dependent regulated. Since
the enzymatic activity of the 15-LOX-1 can lead to an increase of the cellular
oxidation status, the IL 4-induced up-regulation of the expression of this
lipid-peroxiding enzyme by means of the IL-4-induced regulation cascade seems
to be particularly important.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
IL-4 signaling pathways
dc.subject
expression of pro- and anti-inflammatory gene products
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::570 Biowissenschaften; Biologie
dc.title
Untersuchungen zur Interleukin-4 induzierten Signaltransduktion in Monozyten
und Tumorzellen
dc.contributor.firstReferee
Professor Dr. Hartmut Kühn
dc.contributor.furtherReferee
Professor Dr. Volker A. Erdmann
dc.date.accepted
2006-10-31
dc.date.embargoEnd
2007-01-02
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002473-4
dc.title.subtitle
differenzielle Modulation der Expression pro- und anti-inflammatorischer
Genprodukte
dc.title.translated
Investigations on interleukin-4 induced signaling pathways in monocytes and
tumor cells
en
dc.title.translatedsubtitle
Differential modulation of the expression of pro- and anti-inflammatory gene
products
en
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002473
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2006/645/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002473
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access