Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Die Rolle von 4-1BB bei der pro-inflammatorischen Antwort von Makrophagen

Müller, Franziska

On both mRNA and proteinlevel it could be shown that 24 hours after infection of murine macrophages with Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) the expression of 4-1BB was 3-fold higher than stimulation with lipopolysaccharide (LPS), a well‑known strong bacterial activator of macrophages. 4-1BB is a member of the tumor necrosis factor receptor superfamily, and interaction with its ligand 4-1BBL, which is typically expressed on antigen‑presenting cells, contributes to the maintenance of inflammatory responses. 4-1BB is a costimulatory receptor on T cells; however, very little is known about the relevance of 4-1BB and 4-1BBL in macrophages. In the present study the regulation and function of 4‑1BB regarding the pro‑inflammatory response of macrophages were characterised. Analysis of the murine 4-1BB promoter showed the MAP induced increase of the 4-1BB mRNA expression to be transcriptionally regulated and mediated by an NF‑κB binding site. The generation of a permanent 4‑1BB knock down cell line via shRNA technology provided new information about the function of 4-1BB in macrophages. Thus, for the first time a contribution of 4-1BB to the maintenance of the pro-inflammatory response after LPS treatment could be shown. The gene impaired most by the 4‑1BB knock down was the pro‑inflammatory cytokine IL-6. Further analysis showed that full activation of the NF-κB signal transduction pathway is essential for the IL-6 mRNA expression. In addition, it was evident that 4-1BBL is responsible for TNF-α mRNA expression. In summary, these results suggest a fundamental role of the 4‑1BB/4‑1BBL-system for the pro-inflammatory response of macrophages.

Sowohl auf mRNA- als auch auf Proteinebene konnte gezeigt werden, dass eine 24‑stündige Infektion muriner Makrophagen mit Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) die 4-1BB Expression 3-fach stärker induziert als eine Stimulation mit Lipopolysaccharid (LPS), einem bekanntermaßen starken Makrophagenaktivator. 4-1BB ist ein Mitglied der Tumornekrosefaktor-Rezeptor-Superfamilie, und die Interaktion mit seinem auf antigenpräsentierenden Zellen exprimierten Liganden 4‑1BBL trägt zur Aufrechterhaltung inflammatorischer Erkrankungen bei. 4‑1BB ist ein ko-stimulierender Rezeptor auf T-Zellen; über die Relevanz von 4‑1BB und 4-1BBL in Makrophagen ist bisher wenig bekannt. In der vorliegenden Arbeit wurde die Regulation und Funktion von 4-1BB bei der pro‑inflammatorischen Antwort von Makrophagen näher charakterisiert. Untersuchungen des murinen 4‑1BB‑Promotors zeigten, dass die späte MAP‑induzierte Steigerung der 4-1BB mRNA‑Expression transkriptionell reguliert und über eine NF‑κB-Bindungsstelle vermittelt wird. Durch das Herstellen einer stabilen 4‑1BB‑knock‑down Makrophagen-Zelllinie mittels shRNA‑Technologie konnten neue Erkenntnisse über die Funktion von 4-1BB in Makrophagen gewonnen werden. So wurde erstmals eine Beteiligung von 4‑1BB an der Aufrechterhaltung der pro-inflammatorischen Antwort nach LPS‑Stimulation gezeigt. Zu diesen durch den 4-1BB-knock-down beeinträchtigten Genen zählte beispielsweise das pro‑inflammatorische Cytokin IL-6. Weitere Analysen zeigten, dass für die IL-6 mRNA‑Expression eine Signalvermittlung über NF-κB essentiell ist. Darüber hinaus wurde ersichtlich, dass 4‑1BBL verantwortlich für die TNF-α mRNA‑Expression ist. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass das 4‑1BB/4‑1BBL-System eine wesentliche Rolle für die pro-inflammatorische Antwort des Makrophagen spielt.

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Müller, Franziska: Die Rolle von 4-1BB bei der pro-inflammatorischen Antwort von Makrophagen. Hannover 2010. Tierärztliche Hochschule.

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