Untersuchungen der 5-Lipoxygenase-Kaskade in Dendritischen Zellen der Maus

Döpping, Sandra GND

Die Bezeichnung DZ beschreibt eine heterogene Gruppe von APZ, die in lymphatischen Geweben (Lymphknoten, Milz und Thymus und nicht-lymphatischen Geweben (Haut und Schleimhäute) zu finden sind. Die Hauptfunktionen der DZ sind Antigenaufnahme, Antigenprozessierung und schließlich Antigenpräsentation für antigenspezifische T-Zellen in Assoziation mit MHC-I oder MHC-II. Die resultierende Immunantwort ist abhängig vom entsprechenden Antigen, dem Eintrittsort des Antigens, dem Differenzierunsstadium und Subtyp der DZ. In der Maus konnten bisher sechs verschieden DZ Subpopulationen unterschieden werden. Grob werden sie in myeloische, lymphatische und plasmazytoide DZ unterteilt und über verschiedene Oberflächenmoleküle wie CD4, CD8-α und CD11b charakterisiert. Die 5-LO und deren Stoffwechselprodukte spielen sowohl in der zellulären als auch in der humoralen Immunität eine wichtige Rolle. Dabei beeinflussen sie besonders die Initiation und die ersten Schritte der Immunreaktionskaskade, die durch die Antigenpräsentation der DZ gestartet werden. Aufgrund der Daten über die Expression der 5-LO in humanen DZ wurden die Untersuchungen auf das Modellsystem Maus erweitert. Wie in der humanen Epidermis exprimieren auch die LZ der Maus 5-LO. Immunhistologische Untersuchungen der lymphatischen Organe, der Darmwand und der Atemwege der Maus zeigten, dass die untersuchten DZ 5-LO negativ sind. Eine Ausnahme bildet eine kleine Population in den subkutanen Lymphknoten, welche aus der Haut zu stammen scheint und bezüglich ihrer Oberflächenmoleküle als LZ eingeordnet werden können. Vergleichende Untersuchungen von 5-LO defizienten Mäusen und entsprechenden Kontrolltieren mit genetischem C57BL/6J Hintergrund sollten zeigen, ob die 5-LO neben ihrer bekannten Funktion bei immunolgisch-allergischen Reaktionen auch eine funktionelle Bedeutung in der normalen LZ-Biologie in der Epidermis, z.B. bei der Proliferation und Differenzierung, hat. Während unbehandelte Tiere beider Stämme keine Unterschiede in der Anzahl der DZ aufweisen, konnte nach der Behandlung der Haut mit einem Kontaktallergen 98 eine um 75% verminderte DZ-Migration von der Haut in die regionalen Lymphknoten beobachtet werden. Um einen Einfluss der 5-LO auf die Differenzierung von DZ zu untersuchen, wurde in vitro Generation von DZ aus Knochenmarkszellen durchgeführt. Die Kultursysteme wurden mit GM-CSF und unter An- oder Abwesenheit von TGF-ß inkubiert, um verschiedene DZSubpopulationen zu erzeugen. TGF-ß wirkt als Induktor der 5-LO, wie in anderen Kultursystem bereits gezeigt werden konnte. Überraschender Weise exprimieren alle in vitro generierten DZ der Maus 5-LO und zwar unabhängig von TGF-ß. Unter dem Einfluss von TGF-ß wurden Langerhans-ähnliche DZ generiert, die jedoch im Gegensatz zu ihrem in vivo Pendant kein CD11b auf ihrer Oberflächen tragen. TGF-ß hat einen inhibitorischen Einfluss auf die Differenzierung der in vitro generierten DZ. Ohne das Zytokin konnte die Expression von MHC-II und der kostimulatorischen Moleküle nach einer Aktivierung durch LPS gesteigert werden, was einer DZ-Reifung entspricht. Unter Einfluss von TGF-ß konnte diese Änderung mittels Durchflusszytometrie nicht dokumentiert werden. Neben den Oberflächenmolekülen sind auch die Konstituenten des 5-LO Stoffwechselweges vom Differenzierungsstadium der DZ abhängig. RT-PCR Analysen zeigten nur eine verminderte Expression von BLT1-R und CysLT1-R in den in vitro generierten DZ unter dem Einfluss von TGF-ß. Kalzium-Messungen unterstützen diese Resultate. Diese Daten und Hinweise aus der Literatur festigen die Hypothese, dass LZ eine Sonderstellung im System der APZ in Immunsystem einnehmen.

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Döpping, Sandra: Untersuchungen der 5-Lipoxygenase-Kaskade in Dendritischen Zellen der Maus. 2006.

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