G(alpha)s-to-G(alpha)i switch of G protein-coupled receptor signalling in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts

Dokumentenart:	Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation)
Open Access Art:	Primärpublikation
Datum:	31 Januar 2022
Begutachter (Erstgutachter):	Prof. Dr. Rainer H. Straub
Tag der Prüfung:	14 Januar 2022
Institutionen:	Nicht ausgewählt
Stichwörter / Keywords:	Rheumatoide Arthritis, synoviale Fibroblasten, G(alpha)s-zu-G(alpha)i-Umschaltung
Dewey-Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin
Status:	Veröffentlicht
Begutachtet:	Ja, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstanden:	Unbekannt / Keine Angabe
Dokumenten-ID:	51545

Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wurde die Bedeutung einer Gαs-zu-Gαi-Signalumschaltung am β2-AR in synovialen Fibroblasten von RA-Patienten untersucht. Verglichen wurden die Signalwege in synovialen Fibroblasten von RA-Patienten mit Fibroblasten aus den inguinalen Lymphknoten von gesunden Kontrollen. Es konnte gezeigt werden, dass die Voraussetzungen für eine Gαs-zu-Gαi-Umschaltung durch gemeinsames Binden von ...

Zusammenfassung (Deutsch)

In dieser Arbeit wurde die Bedeutung einer Gαs-zu-Gαi-Signalumschaltung am β2-AR in synovialen Fibroblasten von RA-Patienten untersucht. Verglichen wurden die Signalwege in synovialen Fibroblasten von RA-Patienten mit Fibroblasten aus den inguinalen Lymphknoten von gesunden Kontrollen.
Es konnte gezeigt werden, dass die Voraussetzungen für eine Gαs-zu-Gαi-Umschaltung durch gemeinsames Binden von β-Arrestin und PDE4 an den β2-AR gegeben waren. Außerdem konnten sowohl Gαs- als auch Gαi-Proteine nachgewiesen werden.
In vielen Fällen konnte eine Umschaltung der Signalweiterleitung des β-AR detektiert werden, die durch RA oder die Simulation einer Entzündung durch Hypoxie oder/und IL-1β auch bei Gesunden ausgelöst wurde. Bei der Stimulation des β-AR, der typischerweise antiinflammatorische Signalwege über Gαs induziert, konnten daraufhin proinflammatorische Effekte detektiert werden. Diese unterschieden sich stark von den cAMP-vermittelten Effekten der stimulierten Adenylatzyklase, an die das Signal ohne die Umschaltung üblicherweise weitergeleitet worden wäre.
Die beschriebene Umschaltung konnte oftmals durch Hemmung des Gαi durch Pertussis-Toxin oder Hemmung der PKA durch H89 rückgängig gemacht werden, sodass die Wirkung des stimulierten β-AR der Wirkung der aktivierten Adenylatzyklase entsprach. Diese Wirkung der Gαi- und PKA-Inhibitoren entspricht der Hypothese einer Gαs-zu-Gαi-Umschaltung, wie sie bereits zuvor auch schon in anderen Arbeiten beobachtet wurde. Außerdem konnte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die GRK2/3 und GRK2/5 ebenfalls großen Einfluss auf die Umschaltung haben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es bei den synovialen Fibroblasten von RA-Patienten zu einer Gαs-zu-Gαi-Umschaltung kommt, die proinflammatorische Effekte mit sich bringt. Durch die Simulation einer Entzündung durch Hypoxie oder/und IL-1β konnte diese Umschaltung teilweise auch bei Fibroblasten aus inguinalen Lymphknoten von Gesunden provoziert werden.

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis, the relevance of a Gαs-to-Gαi switch at the β2-adrenergic receptor in synovial fibroblasts from RA patients was investigated. The signalling pathways in synovial fibroblasts from RA patients were compared with fibroblasts from inguinal lymph nodes of healthy controls. It was shown that the conditions for a Gαs-to-Gαi switch were met by common binding of β-arrestin and PDE4 to the ...

Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)

In this thesis, the relevance of a Gαs-to-Gαi switch at the β2-adrenergic receptor in synovial fibroblasts from RA patients was investigated. The signalling pathways in synovial fibroblasts from RA patients were compared with fibroblasts from inguinal lymph nodes of healthy controls.
It was shown that the conditions for a Gαs-to-Gαi switch were met by common binding of β-arrestin and PDE4 to the β2-adrenergic receptor. Moreover, both Gαs and Gαi proteins could be detected.
In many cases, switching of signal transduction of the β-adrenergic receptor could be detected, which was induced by RA or simulation of inflammation by hypoxia or/and IL-1β even in healthy subjects. Upon stimulation of the β-adrenergic receptor, which typically induces anti-inflammatory signalling pathways via Gαs, proinflammatory effects could be detected. These were very different from the cAMP-mediated effects of the stimulated adenylate cyclase, to which the signal would typically have been transduced without a switch.
The described switch could often be reversed by inhibition of Gαi by pertussis toxin or inhibition of PKA by H89, so that the effect of the stimulated β-adrenergic receptor corresponded to the effect of the activated adenylate cyclase. These effects of the Gαi inhibitor and the PKA inhibitor are consistent with the hypothesis of a Gαs-to-Gαi switch as observed in other studies. In addition, this thesis demonstrated that GRK2/3 and GRK2/5 also have a major impact on the Gαs-to-Gαi switch.
In conclusion, a Gαs-to-Gαi switch occurs in synovial fibroblasts from RA patients, leading to proinflammatory effects. By simulating inflammation by hypoxia or/and IL-1β, this switch could be partially provoked also in fibroblasts from inguinal lymph nodes of healthy individuals.

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