Differentielle Regulation der Chemokinsynthese in Alveolarepithelzellen durch Stickstoff- und Sauerstoffradikale

Abstract

Alveolarepithelzellen beteiligen sich durch Sekretion von Chemokinen und Expression von Adhäsionsmolekülen aktiv am Prozess der Leukozytenrekrutierung in den Alveolarraum. In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss der Radikale Stickstoffmonoxid (NO), Superoxid (O2-) und ihrem Reaktionsprodukt Peroxynitrit (ONOO-) auf die spontane sowie auf die durch die proinflammatorischen Zytokine IL-1b und TNFa induzierte Synthese der Chemokine IL-8/CXCL8 und MCP-1/CCL2 in Alveolarepithelzellen untersucht. Dazu wurden die Stickstoff- und Sauerstoffradikalkonzentrationen durch geeignete Kulturbedingungen (NO/ O2--Donatoren, Radikal-Scavenger, NOS/NADPH-Oxidase-Inhbitoren) gezielt verändert und in den Überständen stimulierter und unstimulierter Alveolarepithelzellen die IL-8- und MCP-1-Proteinkonzentrationenen mittels ELISA sowie die mRNA-Konzentrationen dieser Chemokine mittels Ribonuklease Protection Assay (RPA) quantifiziert. Neben der Epithelzellreihe A549 mit den Eigenschaften von Typ II Alveolarepithelzellen wurden auch primär isolierte humane Alveolarepithelzelen aus tumorfreiem Pneumektomiegewebe untersucht. Sowohl in A549- als auch in primären Alveolarepithelzellen wurde die Chemokinsynthese durch Stickstoff- und Sauerstoffradikale differentiell moduliert: Die IL-8 Synthese wurde durch exogen appliziertes NO dosisabhängig gesteigert, die Synthese von MCP-1 hingegen inhibiert. Umgekehrt reduzierte die Inhibition der endogenen NO-Produktion durch den NO-Synthase Inhibitor L-NMMA die inflammatorisch getriggerte IL-8 Synthese und steigerte die MCP-1 Synthese. Die Steigerung der IL-8 Produktion durch NO wurde nur bei gleichzeitiger Synthese von O2- und dadurch möglicher Transformation von NO zu ONOO- beobachtet. Peroxynitrit vermittelte auch die Inhibition der MCP-1 Synthese, die isolierte Erhöhung des Superoxidangebotes induzierte hingegen eine Steigerung der MCP-Produktion. Die differentielle Regulation der Chemokinsynthese in A549 und primären humanen Alveolarepithelzellen durch NO und O2- ließ sich auch auf transkriptioneller Ebene nachweisen. Unsere in vitro Ergebnisse zeigen, dass im inflammatorischen Milieu Stickstoff- und Sauerstoffradikale die Rekrutierung verschiedener Leukozytenpopulationen durch differentielle Beeinflussung der Chemokinsynthese modulieren können. Dies scheint von besonderem Interesse vor dem Hintergrund der therapeutischen NO-Applikation in Verbindung mit hohen Sauerstoffgaben beim akuten Lungenversagen.