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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-opus-7275
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.10479
Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
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Open Access Type: | Primary Publication |
Date: | 14 November 2006 |
Referee: | Sigurd (Prof. Dr.) Elz |
Date of exam: | 12 October 2006 |
Institutions: | Chemistry and Pharmacy > Institute of Pharmacy > Pharmaceutical/Medicinal Chemistry I (Prof. Elz) |
Keywords: | Tumor-Nekrose-Faktor , Maus , T-Lymphozyt , p75TNFR , T-Zellen , regulatorische T-Zellen , TNF , p75TNFR , T-cells , regulatory T-cells , TNF |
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: | 10479 |
Abstract (German)
Neben den beiden bekannten TNF-Rezeptoren, p55TNFR und p75TNFR, wurde der icp75TNFR als Isoform des p75TNFR identifiziert, die durch die Benutzung eines alternativen Transkriptionsstarts entsteht. Während die Intrazellulär- sowie Transmembrandomäne identisch mit dem p75TNFR ist, unterscheidet sich die Extrazellulärdomäne des icp75TNFR darin, dass ihr ein N-terminales Signalpeptid fehlt. Aufgrund ...
Abstract (German)
Neben den beiden bekannten TNF-Rezeptoren, p55TNFR und p75TNFR, wurde der icp75TNFR als Isoform des p75TNFR identifiziert, die durch die Benutzung eines alternativen Transkriptionsstarts entsteht. Während die Intrazellulär- sowie Transmembrandomäne identisch mit dem p75TNFR ist, unterscheidet sich die Extrazellulärdomäne des icp75TNFR darin, dass ihr ein N-terminales Signalpeptid fehlt. Aufgrund des alternativen Spleissens wird bei der Transkription das Exon 1 des p75TNFR durch das Exon 1a ersetzt. Es wurden gentechnisch veränderte Mauslinien hergestellt, die transgen für den humanen icp75TNFR (hicp75TNFR) sind. In dieser Arbeit wurden anhand der hicp75TNFR-transgenen Mäuse sowie an p75TNFR-defizienten Mäusen die Funktionen des hicp75TNFR und des p75TNFR unter verschiedenen Aspekten untersucht.
Sowohl auf DNA- als auch auf RNA-Ebene wurde der hicp75TNFR in den dafür transgenen Mäusen identifiziert. Auch als lösliches Protein wurde er detektiert. Der icp75TNFR kann somit wie sein Isomer, der p75TNFR, von der Zellmembran proteolytisch gespalten und sezerniert werden. Die Fähigkeit mTNF und hTNF zu binden und damit Zielzellen bis zu einem gewissen Maß zu schützen, wurde ebenfalls für den hicp75TNFR gezeigt.
Der p75TNFR übernimmt costimulatorische Aufgaben, was sich vor allem kurzfristig bei der T-Zellaktivierung anhand der IL-2- und IFNgamma-Sezernierung bemerkbar macht.
In quantitativen Untersuchungen unterschied sich die Anzahl an CD4+ und CD8+ T-Zellen in der Milz hicp75TNFR-transgener und p75TNFR-defizienter Mäuse nicht von den Wildtypmäusen. Während CD4+ T-Zellen von hicp75TNFR-transgenen Mäusen ähnlich wie die Kontrollzellen proliferierten zeigten CD4+ T-Zellen von p75TNFR-defizienten Mäusen eine verminderte Proliferation.
Während die Anzahl an CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischen T-Zellen in der Milz naiver hicp75TNFR-transgener und p75TNFR-defizienter Mäuse den Kontrollen ähnlich war, blieb im Verlauf einer CLP-induzierten septischen Peritonitis ein mit den Wildtypmäusen vergleichbarer Anstieg der Zahl an CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischen T-Zellen in p75TNFR-defizienten Mäusen aus. Die hicp75TNFR-transgenen Mäuse hingegen unterschieden sich nur wenig von den Kontrollen. Die suppressive Aktivität von CD4+CD25+Foxp3+ regulatorischen T-Zellen aus p75TNFR-defizienten Mäusen war dosisabhängig und besonders in Anwesenheit von TNF beeinträchtigt.
Weder im akuten noch im chronischen DSS-induzierten Colitis-Modell konnte ein Unterschied im Entzündungsausmaß in hicp75TNFR-transgenen Mäusen zu Wildtypmäusen festgestellt werden. Im Gegensatz dazu zeigten p75TNFR-defiziente Mäuse in der akuten DSS-vermittelten Colitis ein tendenziell verbessertes Krankheitsbild und in der chronischen DSS-induzierten Colitis eine stärkere intestinale Entzündung als die Wildtypmäuse auf. Dies lässt sich zum einen durch das Fehlen des TNF-Inhibitors (löslicher p75TNFR) und zum anderen durch das geringere Vorkommen von regulatorischen T-Zellen erklären, wie in dieser Arbeit gezeigt wurde.
Während sich in der DGalN/LPS-induzierten Hepatotoxizität keine Veränderung im Krankheitsbild der hicp75TNFR-transgenen Mäuse gegenüber Wildtypmäusen ergab, zeigten sie im Con A-vermittelten Hepatotoxizitätsmodell eine signifikant höhere Leberentzündung als die Kontrollen. Durch Vorbehandlung mit Etanercept wurde das Ausmaß der Entzündung ähnlich wie in Wildtypmäusen reduziert. Es bleibt zu prüfen, ob die Überexpression von p75TNFR bzw. icp75TNFR auf Hepatozyten für TNF-Toxizität sensibilisiert.
Die funktionellen Untersuchungen unterstrichen die zentrale Bedeutung hauptsächlich des p75TNFR auf T-Zellen respektive regulatorischen T-Zellen. Besonders in akuten und chronischen Entzündungen kommt diese kontrollierende Rolle des p75TNFR zum Tragen, indem durch die Bindung von TNF an p75TNFR in der akuten Phase proinflammatorische Signalwege gefördert werden, die Chronifizierung der Erkrankung jedoch über Induktion regulatorischer T-Zellen verhindert werden kann.
Translation of the abstract (English)
Tumor necrosis factor (TNF) is a pleiotropic cytokine involved in a variety of inflammatory processes and immune responses. The effects of TNF are transduced via two distinct membrane receptors, the p55TNFR (TNFR1) and the p75TNFR (TNFR2). Investigations concerning the regulation of human and mouse p75TNFR expression revealed a novel p75TNFR isoform in both species, termed icp75TNFR. This ...
Translation of the abstract (English)
Tumor necrosis factor (TNF) is a pleiotropic cytokine involved in a variety of inflammatory processes and immune responses. The effects of TNF are transduced via two distinct membrane receptors, the p55TNFR (TNFR1) and the p75TNFR (TNFR2). Investigations concerning the regulation of human and mouse p75TNFR expression revealed a novel p75TNFR isoform in both species, termed icp75TNFR. This alternative isoform is generated by using an alternative transcriptional start site and differs from the p75TNFR only in the expression of the first exon. Human icp75TNFR (hicp75TNFR) transgenic mice were generated. On the basis of these hicp75TNFR-transgenic mice and p75TNFR-deficient mice the function of these two receptor isoforms were investigated in this work.
The hicp75TNFR was identified in the transgenic mice on the DNA as well as on the RNA level. In addition hicp75TNFR was also detected as soluble protein indicating that the icp75TNFR is proteolytically cleaved from the cell membrane and secreted like its isoform, the p75TNFR. The hicp75TNFR was shown to be able to neutralize mouse TNF as well as human TNF and therefore protected cells against TNF cytotoxicity.
The p75TNFR acts as a costimulatory molecule leading to the secretion of IL-2 and IFNγ during T-cell activation. The number of CD4+ and CD8+ T cells in spleens isolated from hicp75TNFR-transgenic and p75TNFR-deficient mice was not different compared to wild-type mice. While the CD4+ T cells isolated from hicp75TNFR-transgenic mice proliferated similar to those of wild-type mice the proliferation of CD4+ T-cells from p75TNFR-deficient mice was reduced. While in naive hicp75TNFR-transgenic and p75TNFR-deficient the numbers of CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells (Treg) do not differ from controls, the induction of CD4+CD25+Foxp3+ Treg was diminished in p75TNFR-deficient mice compared to wild-type mice during an animal model of septic peritonitis (CLP). In contrast the number of CD4+CD25+Foxp3+ Treg in hicp75TNFR-transgenic mice was similar to that in wild-type mice in this model. The suppressiv activity of CD4+CD25+Foxp3+ Treg from p75TNFR-deficient mice was impaired in a dose-dependent manner especially in presence of TNF.
In a model of DSS-induced acute and chronic colitis no differences became obvious between hicp75TNFR transgenic and wild-type mice. However, p75TNFR-deficient mice exhibite less inflammation in the acute form of colitis while in the chronic form of DSS-induced colitis a higher intestinal inflammation was observed. This could be due to the absence of TNF-inhibitor (soluble p75TNFR) and to the reduced numbers of Treg in p75TNFR-deficient mice.
In Con A- but not DGalN/LPS-induced liver toxicity models hicp75TNFR-transgenic mice reseased higher amounts of the liver enzymes ALT and AST. Moreover, in liver sections of Con A-treated transgenic mice bridging necrosis was found in higher frequency compared to wild-type animals. Since pretreatment with Etanercept reduced the inflammation soluble hicp75TNFR can not be the season for this enhanced liver necrosis. It has to be tested whether overexpression of hicp75TNFR and p75TNFR, respectively, sensitizes hepatocytes for TNF toxicity.
Thus, the functional properties of the human icp75TNFR seem to be similar to that of the p75TNFR. Similar to soluble p75TNFR soluble icp75TNFR is able to neutralize TNF and dampens inflammatory reactions while on the other hand membrane icp75TNFR has costimulatory effects on activating T cells comparable to membrane p75TNFR.
Especially in acute and chronic inflammatory situations the regulating mechanisms of the p75TNFR are important in inducing proinflammatory signals in the acute phase while protecting against chronic inflammation by induction of Treg.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 12:55