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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-opus-2691
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.10106
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Date: | 8 July 2003 |
| Referee: | Prof. Dr. Armin Buschauer and Prof. Dr. D. Männel |
| Date of exam: | 12 June 2003 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Immunologie Chemistry and Pharmacy > Institute of Pharmacy > Pharmaceutical/Medicinal Chemistry II (Prof. Buschauer) |
| Keywords: | Colitis ulcerosa , Mastzelle , Lymphotoxin , Lymphotoxin-beta-Rezeptor , ulcerative colitis , mast cell , lymphotoxin-beta-receptor |
| Dewey Decimal Classification: | 500 Science > 540 Chemistry & allied sciences |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 10106 |
Abstract (German)
Im Modell der akuten DSS-induzierten Colitis wurde gezeigt, dass Behandlung mit LTßR:Ig zu einer signifikanten Verschlimmerung der Entzündungsreaktion führt. Die verstärkte Entzündung während der akuten DSS-induzierten Colitis nach LTßR:Ig-Behandlung ging mit einer vermehrten Transkription von Entzündungsmediatoren wie IL-1ß, IL-6 und TNF im Dickdarmgewebe einher. Bestätigt wurden diese ...
Abstract (German)
Im Modell der akuten DSS-induzierten Colitis wurde gezeigt, dass Behandlung mit LTßR:Ig zu einer signifikanten Verschlimmerung der Entzündungsreaktion führt. Die verstärkte Entzündung während der akuten DSS-induzierten Colitis nach LTßR:Ig-Behandlung ging mit einer vermehrten Transkription von Entzündungsmediatoren wie IL-1ß, IL-6 und TNF im Dickdarmgewebe einher. Bestätigt wurden diese Ergebnisse durch eine ebenfalls vermehrte Produktion von IL-6, TNF und MIP-2 von mesenterialen Lymphozyten nach LTßR:Ig-Behandlung.
In LTßR-/- Mäusen zeigte sich ein ähnliches Bild. Die Entzündung in Dickdarmbiopsien von LTßR-/- Mäusen mit akuter Colitis war gemessen an Histologie, histologischem Score, Gewichtsverlust und Dickdarmlänge sehr deutlich ausgeprägt. Das im Vergleich mit WT-Mäusen verschlechterte Krankheitsbild in LTßR-/- Mäusen wurde auch durch eine erhöhte IL-6 Transskriptionsrate im Dickdarmgewebe bestätigt.
Fehlen oder Hemmung von LTßR-Aktivierung in der akuten Colitis führt demnach zu einer überschießenden Entzündungsreaktion. Zusätzlich scheint es während der akuten DSS-induzierten Colitis einen LTßR-unabhängigen Weg zur Ausbildung von lymphoiden Strukturen im Dickdarm zu geben.
Im Modell der chronischen DSS-induzierten Colitis führte Behandlung mit LTßR:Ig zu einer signifikanten Verminderung der Manifestation der chronischen Entzündung. Dies zeigte sich in einer niedrigeren Transkriptionsrate für IL-1ß, IL-6 und TNF in Dickdarmbiopsien. Die Zytokinproduktion von IL-6, TNF und MIP-2 der mesenterialen Lymphknoten aus LTßR:Ig behandelten Tieren war vermindert. Auf mesenterialen Lymphozyten aus Mäusen mit chronischer DSS-induzierter Colitis wurde in der Durchflußzytometrie vermehrt LTa1ß2/LIGHT festgestellt, wobei CD4+ T-, CD8+ T- und B220+ B-Zellen positiv für die Expression der LTßR-Liganden waren. Mit semiquantitativer PCR konnte eine deutliche Hochregulation von LTß-mRNA in der chronischen Form der Colitis festgestellt werden.
Nach LTßR:Ig-Behandlung von Mäusen mit chronischer Colitis wurde signifikant weniger MadCAM-1 gefunden. Die reduzierte Expression von MadCAM-1 im Dickdarm von Mäusen mit chronischer DSS-induzierter Colitis nach LTßR:Ig-Behandlung ging mit vermindertem Rollen, Anheften und Auswandern von Lymphozyten einher. Dies konnte sowohl für Sammel- und Postkapillarvenolen als auch in der Mukosa durch in vivo Fluoreszenzmikroskopie gezeigt werden.
In LTßR-/- Mäusen mit chronischer DSS-induzierter Colitis entwickelte sich ebenfalls eine verminderte Entzündung im Dickdarm der Tiere im Vergleich zu Kontroll-Mäusen. Auch MadCAM-1 war in LTßR-/- Mäusen verglichen mit Kontroll-Mäusen mit chronischer DSS-induzierten Colitis vermindert. Fehlen oder Hemmung der LTßR-Aktivierung führte demnach zu einer verminderten Auswanderung von aktivierten Lymphozyten ins Gewebe und damit zu einer geringeren Entzündung.
Eine Behandlung von Mäusen mit chronischer DSS-induzierter Colitis mit LTßR:Ig und anti-IFNg erzielte einen signifikanten additiven Effekt, der durch die unterschiedlichen Wirkmechanismen, einerseits Hemmung der Lymphozytenextravasation andererseits direkte anti-entzündliche Effekte, erklärt werden kann. Die grundsätzlich unterschiedlichen Wirkungsmechanismen einer Behandlung mit entzündungshemmenden Agentien und einer LTßR:Ig-Blockade könnte für Kombinationstherapien bei chronischen Entzündungen genutzt werden.
Durch FACS- und PCR-Analyse wurde LTßR auf Mastzellen nachgewiesen. Spezifische Stimulierung des LTßR auf Mastzellen mit einem agonistischen monoklonalen Antikörper oder mit mLIGHT in Anwesenheit von Ionomycin führte zur Freisetzung von IL-4, IL-6, TNF, MIP-2 und RANTES. Unter den verwendeten Stimulierungsbedingungen wurde keine Degranulation der Mastzellen festgestellt. Cokultur von Mastzellen mit aktivierten T-Zellen, die LTa1ß2/LIGHT auf der Zelloberfläche tragen, führte ebenfalls zur Freisetzung von IL-4, IL-6, TNF, MIP-2 und RANTES aus Mastzellen. Die Zytokinfreisetzung war durch Inkubation der aktivierten T-Zellen mit LTßR:Ig hemmbar. Auch bei der Cokultur von Mastzellen mit aktivierten T-Zellen wurde keine Degranulation der BMMC beobachtet.
Dies zeigt, dass aktivierte T-Zellen mit LTa1ß2/LIGHT Mastzellen costimulatorisch über den LTßR zur Zytokinfreisetzung aktivieren können.
Bei der Kommunikation von aktivierten T-Zellen mit Mastzellen kann demnach LTßR-Aktivierung eine wichtige Rolle als zusätzliches costimulierendes Signal spielen. Vor allem bei Erkrankungen, die sowohl T-Zell- als auch Mastzell-abhängig sind, wie z.B. die DTH aber auch die Colitis Ulcerosa, könnte die Interaktion von aktivierten T-Zellen über LTa1ß2 und dem LTßR auf Mastzellen von entscheidender Bedeutung sein. Die nach LTßR-Stimulierung freigesetzten Zytokine aus Mastzellen, vor allem IL-6, TNF, MIP-2 und RANTES, könnten, dabei für eine Verstärkung der entzündlichen Reaktionen verantwortlich sein.
Translation of the abstract (English)
In a model of DSS-induced acute colitis LTßR:Ig-treatment lead to a significant aggravation of the disease. The elevated inflammation during acute DSS-induced Colitis after LTßR:Ig-treatment was accompanied by increased transcription of IL-1ß, IL-6 and TNF in the colon. These results were confirmed by enhanced production of IL-6, TNF and MIP-2 of mesenteric lymphocytes after ...
Translation of the abstract (English)
In a model of DSS-induced acute colitis LTßR:Ig-treatment lead to a significant aggravation of the disease. The elevated inflammation during acute DSS-induced Colitis after LTßR:Ig-treatment was accompanied by increased transcription of IL-1ß, IL-6 and TNF in the colon. These results were confirmed by enhanced production of IL-6, TNF and MIP-2 of mesenteric lymphocytes after LTßR:Ig-treatment.
These results were confirmed in LTßR-/- mice. The inflammation in colon-biopsies of LTßR-/- mice suffering from acute colitis was very prominent as shown by histology, histological score, weigth-loss, and colon-length. The elevated state of inflammation in LTßR-/- mice in comparison to wt-mice was confirmed by increased levels of IL-6 mRNA in the colon-tissue.
Lack or inhibition of LTßR-activation during acute DSS-induced colitis leads to a exacerbation of inflammation. Additionally, it seems that there is a LTßR-independent way of lymphoid-follicle-development in the gut during acute colitis.
In a model of DSS-induced chronic colitis LTßR:Ig-treatment lead to a significant reduction of the manifestation of the chronic inflammation. This decreased state of inflammation after LTßR:Ig-treatment was also shown by lower mRNA-levels of IL-1ß, IL-6 and TNF in colon-biopsies. The cytokine-production of IL-6, TNF, and MIP-2 of mesenteric lymphocytes from LTßR:Ig-treated mice was reduced, as well. On mesenteric lymphocytes from mice with chronic DSS-induced colitis an increased expression of LTa1ß2/LIGHT was found by FACS-analysis. CD4+ T-, CD8+ T-, and B220+ B-cells were positive for the expression of the LTßR-ligands. A significant upregulation of mRNA for LTß during chronic form of colitis was demonstrated by semiquantitative PCR.
After LTßR:Ig-treatment MadCAM-1 expression was found to be reduced in mice suffering from chronic colitis. This impaired expression of MadCAM-1 in the colons was accompanied by reduced rolling, sticking, and extravasation events of lymphocytes, as shown in collecting-, and in postcapillary-venules as well as in the mucosa by in vivo fluorescence-microscopy.
In LTßR-/- mice with chronic DSS-induced colitis also a decreased state of inflammation was seen in the colons compared to wt-mice. MadCAM-1 expression in LTßR-/- mice was impaired compared to control-mice, as well.
Lack or inhibition of LTßR-activation lead to a reduced extravasation of activated lymphocytes into the tissue and therefore to a decreased level of inflammation.
Treatment of mice, suffering from chronic DSS-induced colitis, with LTßR:Ig and anti-IFNg resulted in a significant additive effect in improving the disease. This was explained by the different mechanisms, on the one hand the inhibition of lymphocyte extravasation on the other hand direct anti-inflammatory effects. Therefore, treatment with two different reagents like an anti-inflammatory reagent together with LTßR-inhibition could be a very promising strategy for a combinatory treatment of chronic diseases.
LTßR-expression on mast cells was demonstrated by FACS- and PCR-analysis. Specific LTßR-activation on mast cells by agonistic monoclonal antibody or mLIGHT in the presence of ionomycin caused a release of IL-4, IL-6, TNF, MIP-2 and RANTES. No degranulation of mast cells was observed under this stimulation conditions. Coculture of mast cells with activated T cells, which expressed LTa1ß2/LIGHT on their cell-surface, lead to the release of IL-4, IL-6, TNF, MIP-2, and RANTES, as well. The cytokine-release could be blocked by incubation of the activated T cells with LTßR:Ig. No degranulation of mast cells during coculture with activated T cells was found.
These results demonstrate that activated T cells, which express LTa1ß2/LIGHT, can stimulate mast cells via LTßR to release cytokines.
For the communication of activated T cells with mast cells LTßR activation could play an important role as a colstimulatory signal. Especially in diseases, which are T cell as well as mast cell dependent, like e.g. DTH or ulcerative colitis, the interaction of activated T-cells via LTa1ß2 and LTßR on mast cells could be of decisive importance. Therefore the released cytokines from mast cells after LTßR activation, may be responsible for the amplification of inflammatory reactions.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 13:42
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