| License: Publishing license for publications including print on demand (170MB) |
- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-303939
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.30393
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 1 August 2014 |
| Referee: | Prof. Dr. Stefan Fichtner-Feigl |
| Date of exam: | 3 December 2013 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Chirurgie |
| Keywords: | NK-Zelle, chronische Darmentzündung, DSS-Kolitis, Rag2ᵧC-/--Maus, Rag1-/--Maus |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 30393 |
Abstract (German)
Die Pathophysiologie des Formenkreises der entzündlichen Darmerkrankungen ist nach wie vor nur bruchstückhaft verstanden. Bekanntermaßen handelt es sich um ein multifaktorielles Entstehungsgeschehen, bei welchem genetischen, immunologischen und umweltbedingten Faktoren eine tragende Rolle zukommt. Wir beschäftigten uns in dieser Arbeit auf basisimmunologischer Ebene mit der Frage, was für eine ...
Abstract (German)
Die Pathophysiologie des Formenkreises der entzündlichen Darmerkrankungen ist nach wie vor nur bruchstückhaft verstanden. Bekanntermaßen handelt es sich um ein multifaktorielles Entstehungsgeschehen, bei welchem genetischen, immunologischen und umweltbedingten Faktoren eine tragende Rolle zukommt.
Wir beschäftigten uns in dieser Arbeit auf basisimmunologischer Ebene mit der Frage, was für eine Rolle die Natürliche Killerzelle in CED spielt. Um dem nachzugehen führten wir sowohl eine akute als auch eine chronische DSS-induzierte Kolitis durch. Neben den C57BL/6 Wildtyp-Mäusen verwendeten wir die B-und T-Zell defizienten Rag1-/--Mäuse sowie die B-, T-, und NK-Zell defizienten Rag2ᵧC-/--Tiere. In einem Vorversuch, einer DSS-induzierten WT-Kolitis konnten wir zunächst feststellen, dass es in entzündlicher Situation zu einer verstärkten Rekrutierung zirkulatorischer NK-Zellen in Milz und Lymphknoten kommt. Um was für eine Untergruppe es sich hierbei handelte und wie deren Funktion aussah haben wir an dieser Stelle nicht genauer eruiert. Bei der akuten DSS-induzierten Kolitis mit allen drei genannten Maustypen, zeigte die Gruppe der Rag2ᵧC-/--Tiere sowohl klinisch als auch histologisch die stärksten entzündlichen Veränderungen gefolgt von der Gruppe der WT-Mäuse, während die Rag1-/--Mäuse die abgeschwächteste Form einer Inflammation zeigten. In einer durchflusszytometrischen Analyse der Zellen der Lamina propria konnten bei den Rag2ᵧC-/--Tieren mehr Makrophagen und dendritische Zellen als bei den beiden anderen Versuchsgruppen in entzündlicher Situation nachgewiesen werden. Korrelierend zu klinischem und histologischem Bild exprimierten die immunologischen Zellen der Lamina propria der mit DSS behandelten Gruppe der Rag2ᵧC-/--Mäuse zudem stärker den proinflammatorischen Botenstoff IL-6 als die beiden anderen Maustypen. Bei den drei mitgeführten negativen Kontrollgruppen war erwartungsgemäß keine IL-6 Expression zu verzeichnen. Neben IL-6 konnten wir auch eine verstärkte Expression des Zytokins IL-23 durch die LPMC-Zellen der Rag2ᵧC-/--Tiere im Vergleich zu den anderen Versuchsgruppen verzeichnen. Mittels einer PCR-Reaktion nach Isolation von Nkp46-positiven Zellen aus Milz und Lymphknoten konnte zudem gezeigt werden, dass die Produktion des darmprotektiv wirkenden Zytokins IL-22 bei den DSS-behandelten Rag1-/--Tieren höher ist als bei der WT-Gruppe, während die Rag2ᵧC-/--Mäuse aufgrund fehlender NK-Zellen hier nicht miteinbezogen wurden. IL-22 wurde hier vermutlich durch die NK-Zellen sezerniert, das Zytokinexpressionsprofil der Rag1-/--Tiere ist gut vereinbar mit deren niedriger Entzündungsaktivität. Sowohl die FACS-Analyse bezüglich der Zellpopulationen wie auch das Zytokinexpressionsprofil deuten bei den Rag2ᵧC-/--Tieren auf eine durch das angeborene Immunsystem initiierte Kolitis hin. Zusammenfassend konnten wir feststellen, dass NK-Zellen in Abwesenheit von B-und T-Zellen eine protektive Funktion auf das Darmepithel ausüben, während sich bei Abwesenheit von B-, T-, und NK-Zellen unter DSS-Induktion intestinal eine stark entzündliche Reaktion abspielt. In zukünftigen Forschungsarbeiten wäre es sinnvoll, die an intestinalen Entzündungen beteiligten NK-Zellen phänotypisch genauer zu charakterisieren, sodass man gewissen Untergruppen genaue Funktionen zuordnen kann. In ferner Zukunft könnte so beispielsweise die darmprotektive NK-Zellen therapeutisch genutzt werden bzw. einen therapeutischen Angriffspunkt für eine supportive Therapie darstellen.
Translation of the abstract (English)
The understanding of the pathophysiology of IBD (inflammatory bowel disease) is still not fully understood. It is known that the pathogenesis of IBD including ulcerative colitis and Morbus Crohn is a multifactorial process with genetic, immunologic and environmental factors. The aim of this work is to analyze the role of NK cells in IBD on a basic immunological level. Therfore we induced acute ...
Translation of the abstract (English)
The understanding of the pathophysiology of IBD (inflammatory bowel disease) is still not fully understood. It is known that the pathogenesis of IBD including ulcerative colitis and Morbus Crohn is a multifactorial process with genetic, immunologic and environmental factors.
The aim of this work is to analyze the role of NK cells in IBD on a basic immunological level. Therfore we induced acute and chronic DSS colitis in mice. Apart from C57BL/6 wildtype mice as controls we used the B- and T- cell deficient Rag1-/- mice and the B- T- and NK- cell deficient Rag2ᵧC-/--mice. In a preliminary experiment we induced acute DSS colitis in wildtype mice. We could state that there is a major recruitment of circulatory NK-cells to the spleen and to the mesenterial lymph nodes in inflammatory situations. At this point we did not determine specific NK- subpopulations and their physiological function. In the main experiment we induced acute DSS colitis in WT mice, Rag1-/- and Rag2γc-/-, the Rag2ᵧC-/--mice presented both clinically and histologically the strongest inflammatory changes. The Rag1-/- mice showed the mildest form of inflammation whereas the wildtype mice were settled inbetween the two other groups. In a flow cytometric analysis of the lamina propria, more dendritic cells and macrophages could be found in Rag2ᵧC-/--mice compared to wildtype- and Rag1-/- mice in inflammatory situation. Correlating to the clinical and histological picture the immunological lamina propria cells of the Rag2ᵧC-/--mice produced more proinflammatory cytokines such as IL-6 and IL-23 than the other experimental groups. As expected there was no IL-6 expression in untreated controls. Furthermore we isolated Nkp46+cells from spleen and mesenterial lymph nodes in Rag1-/-- and wildtype mice. There is a higher expression of the mucosa-protective IL-22 in Rag1-/--mice than in the C57BL/6-group as shown by RT-PCR. This result agrees very well with the low inflammatory activity shown in the colitis experiments with Rag1-/--mice. Since there are per definition no NK-cells in Rag2ᵧC-/--mice we excluded that group from this part of the experiment.
The FACS analysis regarding the different cell populations as well as the profile of the cytokine expression in Rag2ᵧC-/--mice suggest that there is an innate colitis going on.
In summary we could state that in DSS-induced colitis NK cells execute a protective function on intestinal mucosa when only B- and T-cells are absent. However there can be observed a severe inflammatory process in absence of B- T- and NK-cells. In future experimental works, NK- cell phenotypes, which are involved in intestinal inflammation should be characterized more specifically in order to assign different functions to the different subtypes of NK- cells. For instance in future mucosa protective NK- cells could be used therapeutically or could form a target for a new supportive therapy.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 01:00
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