| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen mit Print on Demand (3MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-358552
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.35855
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 6 Juli 2017 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Dr. Andre Gessner |
| Tag der Prüfung: | 23 Juni 2017 |
| Institutionen: | Medizin > Lehrstuhl für Medizinische Mikrobiologie und Hygiene |
| Stichwörter / Keywords: | TL1A, DR3, death receptor, necroptosis, Tregs, TNFRSF25 |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 35855 |
Zusammenfassung (Deutsch)
Der Rezeptor Death Receptor 3 (DR3) ist ein Mitglied der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) Familie. DR3 ist in zahlreichen biologischen Prozessen wie Zellproliferation, Entzündung, Immunabwehr und aber auch programmiertem Zelltod involviert. Ursprünglich wurde DR3 als co-stimulierendes Molekül auf T-Zellen beschrieben. Mittlerweile wurde eine Rolle von DR3 bei einer Vielzahl von inflammatorischen ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Der Rezeptor Death Receptor 3 (DR3) ist ein Mitglied der Tumor-Nekrose-Faktor (TNF) Familie. DR3 ist in zahlreichen biologischen Prozessen wie Zellproliferation, Entzündung, Immunabwehr und aber auch programmiertem Zelltod involviert. Ursprünglich wurde DR3 als co-stimulierendes Molekül auf T-Zellen beschrieben. Mittlerweile wurde eine Rolle von DR3 bei einer Vielzahl von inflammatorischen (T-Zell-vermittelten) Erkrankungen dokumentiert. In den Fokus der Forschung ist DR3 allerdings v.a. wegen seiner anti-inflammatorischen Funktion gerückt. Durch Stimulation von DR3 können regulatorische T-Zellen (Tregs) in vivo selektiv zur Expansion angeregt werden. Diese Strategie konnte in verschiedenen Mausmodellen zur Eindämmung ungewünschter (auto-) immunologischer Reaktionen genutzt werden. Infolgedessen zeichnete sich in den letzten Jahren ein durchaus vielversprechendes therapeutisches Potential für diesen Rezeptor ab, wenngleich nur wenige Untersuchungen zur Funktion von humanem DR3 existieren.
Zur Expression und Funktionalität dieses Rezeptors auf humanen Tregs existieren keine Daten, ebenso wenig sind die molekularen Mechanismen der Liganden-induzierten Rezeptoraktivierung erforscht. Liganden der TNF Familie treten physiologischerweise in membranständiger und löslicher Form auf, welche sich in ihrem Potential den/die zugehörigen Rezeptoren zu aktivieren deutlich unterscheiden können. Für DR3 und seinen Liganden TL1A (TNF-like protein 1A) wurde dies noch nicht untersucht. Auch die nach Aktivierung des Rezeptors initiierten Signalwege sind bislang unvollständig verstanden. Bekannt ist vor allem eine pro-inflammatorische Wirkung durch die Aktivierung des NFkB und MAPK Signalwegs, unter bestimmten Voraussetzungen kann DR3 jedoch auch Apoptose induzieren. Weitere zytotoxische DR3-induzierte Signalwege sind bisher nicht bekannt.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die trimere Form des Liganden TL1A vollumfänglich in der Lage war, DR3 zu aktivieren. Die Verwendung von TL1A Konstrukten, welche den membranständigen Liganden mimikrierten, zeigte keine verbesserte Rezeptoraktivierung. Diese Ergebnisse legen nahe, dass zur Aktivierung von DR3 lösliche TL1A Trimere ausreichend sind.
In dieser Arbeit wurde erstmals belegt, dass primäre humane Tregs DR3 exprimieren. Weiterhin konnte eine Funktionalität des Rezeptors auf dieser Zellpopulation anhand der Aktivierung von NFkB und der MAP Kinasen ERK und p38 demonstriert werden. TL1A-vermittelte DR3 Aktivierung führte zu einer gesteigerten Proliferation humaner Tregs ex vivo, wobei kein Verlust der suppressiven Wirkung dieser Zellpopulation registriert wurde.
Zudem erweiterten Signalweganalysen auch das Spektrum der DR3-assoziierten zytotoxischen Signalwege. Im letzten Jahrzehnt wurde Nekroptose, neben Apoptose, als zusätzliches geordnetes und reguliertes Zelltodprogramm entdeckt, charakterisiert und mit unterschiedlichsten Erkrankungen in Verbindung gebracht. Im Gegensatz zu apoptotischem Zelltod ist nekroptotischer Zelltod Caspase-unabhängig und hat im Organismus stark immun-stimulierende Konsequenzen. Mit DR3 wurde in dieser Arbeit ein neuer Nekroptose-induzierender Rezeptor der TNF-Familie identifiziert. DR3-induzierte Nekroptose involvierte die Formation des sog. Nekrosoms, bestehend aus RIP1 (Receptor-interacting protein 1) und RIP3, und die Aktivierung des Effektormoleküles MLKL (Mixed lineage kinase domain-like protein). Infolgedessen hatte die Inhibition dieser Moleküle über pharmakologisch-wirksame Substanzen oder RNA-Interferenz einen protektiven Effekt auf DR3-initiierte Nekroptose.
Zusammenfassend konnte in dieser Arbeit erstmalig die Expression und eine proliferations-fördernde Wirkung von DR3 auf humanen Tregs nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden die molekularen Mechanismen der Liganden-indizierten DR3 Aktivierung beschrieben und Nekroptose als ein neuer, DR3-assoziierter zytotoxischer Signalweg charakterisiert.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Death Receptor 3 (DR3) is a member of the Tumor-Necrosis-Factor (TNF) family. DR3 is involved in numerous biological processes like cell proliferation, inflammation, immune response and programmed cell death. DR3 was initially described as a T-cell co-stimulatory molecule. Since then, involvement of DR3 has been documented in many different (T-cell-mediated) inflammatory diseases. Recently, DR3 ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Death Receptor 3 (DR3) is a member of the Tumor-Necrosis-Factor (TNF) family. DR3 is involved in numerous biological processes like cell proliferation, inflammation, immune response and programmed cell death. DR3 was initially described as a T-cell co-stimulatory molecule. Since then, involvement of DR3 has been documented in many different (T-cell-mediated) inflammatory diseases.
Recently, DR3 gained attention due to its anti-inflammatory function. Activation of DR3 allows selective expansion of regulatory T-cells (Tregs) in vivo. This strategy was applied to curtail unwanted autoreactive immune responses in different mouse models. Hence, a truly promising therapeutic potential of this receptor was revealed during the last years, although there are only a few studies dealing with human DR3.
Until now, no data about expression and functionality of DR3 on human Tregs has been published and also molecular mechanisms of ligand-induced receptor activation have not been investigated yet. Ligands of the TNF family physiologically occur in a membrane-bound or soluble form, which can tremendously differ in their potential to activate the corresponding receptor. If potential differences exist for DR3 and its ligand TL1A (TNF-like protein 1A) has not been assed so far. Besides, receptor-induced signaling pathways are only partially understood. A pro-inflammatory effect of DR3, due to activation of NFkB and MAP Kinase signaling pathways, is well-known. However, under certain conditions DR3 may also induce apoptosis. Additional DR3-induced cytotoxic pathways are not known.
This work showed that the trimeric form of the ligand TL1A was fully capable of activating DR3. TL1A constructs which mimicked the membrane-bound form of the ligand did not show enhanced receptor activation, indicating that soluble TL1A trimers are sufficient for DR3 activation.
In this study DR3 expression on primary human Tregs was proved for the first time. Signaling functionality of the receptor was demonstrated by activation of NFkB and MAP Kinases ERK and p38. TL1A-mediated DR3 activation resulted in increased proliferation of Tregs ex vivo without affecting the suppressive capacity of this cell population.
Furthermore, exploration of intracellular signaling revealed a novel DR3-induced cytotoxic pathway. In addition to apoptosis, necroptosis was described and characterized as an ordered and regulated cell death program in the last decade. Moreover, necroptotic cell death was linked to diverse diseases during the last years. In contrast to apoptotic cell death, necroptotic cell death is caspase-independent and is highly immunogenic. This work characterized DR3 as a novel necroptosis-inducing receptor within the TNF family. DR3-initiated necroptosis involved formation of the so-called necrosome complex, consisting of RIP1 (Receptor-interacting protein 1) and RIP3, and activation of the effector protein MLKL (Mixed lineage kinase domain-like protein). Consequently pharmacological inhibition of these molecules or knock-down via RNA interference had a protective effect against DR3-induced necroptosis.
In sum, this work demonstrated for the first time DR3 expression as well as a proliferation promoting effect of this receptor on human Tregs. Moreover, molecular mechanisms of ligand-induced DR3 activation were described and necroptosis as a novel, DR3 associated cytotoxic signaling pathway was characterized.
Metadaten zuletzt geändert: 25 Nov 2020 21:08
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