Einfluss des Gens DMRT1 auf immunologische Mechanismen und den geschlechtsspezifischen Verlauf von Asthma im Kindesalter

URN zum Zitieren dieses Dokuments:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-408821
DOI zum Zitieren dieses Dokuments:: 10.5283/epub.40882

Stark, Tobias

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Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 24 Okt 2019 11:46

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Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	24 Oktober 2019
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Michael Kabesch
Tag der Prüfung:	21 Oktober 2019
Institutionen:	Medizin > Lehrstuhl für Kinder- und Jugendmedizin
Stichwörter / Keywords:	DMRT1; Asthma; Kindesalter; geschlechtsspezifisch; Makrophagen; Alveolarmakrophagen; Expression;
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Ja
Dokumenten-ID:	40882

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Zusammenfassung (Deutsch)

Zusammenfassung (Deutsch)

Asthma bronchiale ist die häufigste chronische Erkrankung in Kindesalter, bei der Jungen häufiger betroffen sind als Mädchen. Dieser geschlechtsspezifische Prävalenzunterschied kehrt sich im Verlauf des Erwachsenwerdens um und Frauen leiden häufiger als Männer an Asthma. Da aktuelle Forschungsergebnisse auf eine Relevanz des Gens DMRT1 für diesen geschlechtsspezifischen Effekt hindeuteten und potenzielle immunologische Funktionen von DMRT1 in Alveolarmakrophagen nahelegten, wurden in dieser Arbeit die Expression von DMRT1 in Makrophagen untersucht und Effekte einer Immunstimulation auf DMRT1
charakterisiert.

Hierfür wurde humanes Sputum induziert, der Anteil an phagozytierenden Zellen bestimmt und die Expression von DMRT1 im Sputum mittels quantitativer PCR gemessen. In Makrophagenähnlichen Zelllinien wurde die Veränderung der DMRT1-Expression nach direkter Stimulation mit Allergie-assoziierten Substanzen und Geschlechtshormonen quantifiziert. Klonierte DMRT1-Vektoren wurden eingesetzt, um den Effekt einer DMRT1-Überexpression auf das Chemokin MCP-1 und die Aromatase (CYP19A1) zu bestimmen. Eine fluoreszenzmikroskopische Lokalisationsbestimmung von tGFP markiertem DMRT1 erfolgte vor und nach Stimulation mit LPS in transfizierten Zelllinien.

In induziertem Sputum zeigte sich eine PCR-technisch gerade noch nachweisbare Expression von DMRT1. In Zelllinienexperimenten stellte sich nach Stimulation mit den bakteriellen Endotoxinen Peptidoglykan und Lipopolysacharid nach 24 Stunden eine bis auf 7,9 % verringerte Expression von DMRT1 ein, welche zwischen 100 und 1000 ng/ml LPS dosisabhängig und nach 72 Stunden wieder auf das ursprüngliche Expressionsniveau anstieg. Eine Stimulation mit Hausstaubmilbenantigenen und Geschlechtshormonen erbrachte keine
signifikanten Veränderungen der DMRT1-Expression. Eine DMRT1-Überexpression führte zu einer MCP1-Expressionssteigerung. Zwar gelang eine Darstellung tGFP-markierter DMRT1-
Proteine im Zellkern von Makrophagen-ähnlichen Zelllinien, ein sicherer Nachweis oder Ausschluss einer Translokation von DMRT1-Proteinen nach Stimulation war technisch bedingt
nicht möglich.

In dieser Arbeit wurde eine DMRT1-Expression in Sputum und Makrophagen-ähnlichen Zelllinien mittels qPCR nachgewiesen. Zum ersten Mal wurde eine Interaktion von DMRT1 in Makrophagen mit bakteriellen Endotoxinen belegt und eine Steigerung der Zytokin-Produktion 79 nach DMRT1-Überexpression gezeigt. Gonadale Interaktionen von DMRT1 mit dem Steroidhormonmetabolismus scheinen in Makrophagen nicht relevant zu sein. Zur weiteren Charakterisierung geschlechtsspezifischer DMRT1-Funktionen in Makrophagen auf die Asthma-Pathogenese sind Interaktionsstudien mit Subgruppenanalyse der Kinder aus bäuerlichem Umfeld notwendig sowie Untersuchungen mit selektierten primären Alveolarmakrophagen vielversprechend. Auf diesem Weg könnten die in dieser Arbeit gewonnen Erkenntnisse vertieft werden, wie DMRT1 seinen Beitrag zu beobachteten geschlechtsspezifischen Unterschieden bei Asthma leistet.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

Asthma is the most common chronic childhood disease in which boys are more frequently affected than girls. This gender-specific prevalence difference reverses as adults grow and women suffer from asthma more often than men. As recent research suggested a relevance of the gene DMRT1 for this sex-specific effect and suggested potential immunological functions of DMRT1 in alveolar macrophages, this work examined the expression of DMRT1 in macrophages and effects of immunostimulation on DMRT1 characterized.

For this, human sputum was induced, the proportion of phagocytic cells determined and the expression of DMRT1 in the sputum measured by quantitative PCR. In macrophage-like cell lines, the change in DMRT1 expression after direct stimulation with allergy-associated substances and sex hormones was quantified. Cloned DMRT1 vectors were used to determine the effects of DMRT1 overexpression on chemokine MCP-1 and aromatase (CYP19A1). Fluorescence microscopic localization of tGFP-labeled DMRT1 was performed before and after stimulation with LPS in transfected cell lines.

In induced sputum a PCR-technically just detectable expression of DMRT1 was shown. In cell line experiments, after stimulation with the bacterial endotoxins peptidoglycan and lipopolysaccharide, an expression of DMRT1 reduced to 7.9% occurred after 24 hours, which increased in a dose-dependent manner between 100 and 1000 ng/ml LPS and returned to the original expression level after 72 hours. There was no stimulation with house dust mite antigens and sex hormones significant changes in DMRT1 expression. DMRT1 overexpression resulted in MCP1 expression increase. Although a representation of tGFP-labeled DMRT1-Proteins in the nucleus of macrophage-like cell lines, a safe detection or exclusion of a translocation of DMRT1 proteins after stimulation was technically conditioned not possible.

In this work, DMRT1 expression in sputum and macrophage-like cell lines was detected by qPCR. For the first time, an interaction of DMRT1 in macrophages with bacterial endotoxins was demonstrated and an increase in cytokine production was shown 79 after DMRT1 overexpression. Gonadal interactions of DMRT1 with steroid hormone metabolism do not appear to be relevant in macrophages. To further characterize sex-specific DMRT1 functions in macrophages on asthma pathogenesis, interaction studies with subgroup analysis of rural children are necessary, as well as studies with selected primary alveolar macrophages. In this way, the insights gained in this work could deepen how DMRT1 contributes to observed gender differences in asthma.

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