Isolierung von pathogenetisch spezifischen Gensequenzen aus synovialen Fibroblasten von Patienten mit rheumatoider Arthritis

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Date:	24 January 2002
Referee:	Reinhard Wirth
Date of exam:	13 December 2001
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie > Lehrstuhl für Mikrobiologie (Archaeenzentrum) > Prof. Dr. Reinhard Wirth
Keywords:	Fibroblast , Rheumatoide Arthritis , Polymerase-Kettenreaktion , Differentielle Genexpression , , rheumatoid arthritis , fibroblast , RAP-PCR , differential gene expression
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 570 Life sciences
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	9903

Abstract (German)

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung von Genen und Genprodukten, die für die Pathophysiologie der rheumatoiden Arthritis von Bedeutung sind. Es wurde eine Vielfalt an Methoden etabliert oder neu entwickelt, die es gestatten, RA-spezifische Unterschiede zu identifizieren. Mittels RAP-PCR wurden differentiell exprimierte Gene identifiziert, die Bestätigung erfolgte sodann sowohl ...

Abstract (German)

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung von Genen und Genprodukten, die für die Pathophysiologie der rheumatoiden Arthritis von Bedeutung sind. Es wurde eine Vielfalt an Methoden etabliert oder neu entwickelt, die es gestatten, RA-spezifische Unterschiede zu identifizieren.
Mittels RAP-PCR wurden differentiell exprimierte Gene identifiziert, die Bestätigung erfolgte sodann sowohl auf RNA- als auch auf Proteinebene.
Um einen noch besseren Einblick zu erhalten, wurde die Kombination von Lasermikrodissektion und RAP-PCR für unsere Proben etabliert.
Eine Eigenheit synovialer RA-Fibroblasten sind die oft deutlichen interindividuellen Unterschiede in der Genexpression. Es ist somit notwendig, eine möglichst grosse Anzahl verschiedener Patientenproben auf die Expression möglichst vieler potentiell bedeutsamer Gene zu untersuchen. Um eine hierfür besser geeignete Methode zu etablieren, wurde mit der Entwicklung der RAP-PCR-Mikroarrays begonnen.
Für die mit Hilfe der RAP-PCR als differentiell exprimiert identifizierten Gene CENP-E und SDF1 bestehen Hinweise, die deren vermehrte Expression als relevant für die Pathophysiologie der rheumatoiden Arthritis erscheinen lassen.
SDF1 wirkt nicht nur chemotaktisch auf verschiedenste Zellen des Immunsystems, weiterhin exprimieren auch synoviale Fibroblasten den SDF1-Rezeptor CXCR4 und zeigen deutliches chemotaktisches Verhalten, was eine Relevanz sehr wahrscheinlich erscheinen lässt. Die Herunterregulierung sowohl des Chemokins als auch seines Rezeptors durch Steroide kann deren antiinflammatorische Wirkung mit erklären..
P53-Mutationen spielen wohl keine substantielle Rolle bei der Pathogenese der rheumatoiden Arthritis.
Zusammenfassend wurde mit der vorliegenden Arbeit erstmals eine zuverlässige Strategie etabliert, mit der bei multifaktoriellen nichtmalignen Erkrankungen wie der RA auch feine Unterschiede in der Genexpression identifiziert werden können.

Translation of the abstract (English)

The aim of this project was to identify genes which are relevant for the pathophysiology of rheumatoid arthritis. A multitude of methods that facilitated the identification of RA-specific differences on the DNA level (mutation analysis) as well as on the RNA level (RAP-PCR, in situ hybridization, RAP-PCR microarrays, MOMeNT) was established or developed. Differentially expressed genes were ...

Translation of the abstract (English)

The aim of this project was to identify genes which are relevant for the pathophysiology of rheumatoid arthritis. A multitude of methods that facilitated the identification of RA-specific differences on the DNA level (mutation analysis) as well as on the RNA level (RAP-PCR, in situ hybridization, RAP-PCR microarrays, MOMeNT) was established or developed. Differentially expressed genes were identified by RAP-PCR, then differences were confirmed on the RNA and protein level.
To take an even closer look, the combination of laser microdissection and RAP-PCR was established for our samples. This technique allows the isolation of cells from exactly defined tissue areas and the comparison of their gene expression profiles.
The sometimes marked differences in gene expression between different individuals necessitates the examination of as many patient samples as possible for the expression of a maximum amount of potentially important genes to identify those genes differentially expressed in the majority of RA patients as compared to control groups like OA patients. Therefore, the development of RAP-PCR microarrays was started.
For the genes identified as differentially expressed with the help of RAP-PCR (CENP-E and SDF1) evidence exists that makes their differential expression seem important for the pathophysiology of rheumatoid arthritis.
SDF1 is not only a strong chemoattractant for different cells of the immune system but synovial fibroblasts also express the receptor for SDF1, CXCR4, and show a strong chemotactic behavior, which makes a relevance seem very likely.
P53 mutations do not play a substantial role in the pathogenesis of rheumatoid arthritis.
In conclusion, we established the first reliable strategy to identify even minor differences in gene expression that can be used to examine nonmalignant, multifactorial diseases like rheumatoid arthritis.

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