Regulation des Chemokins CC-Ligand-2 im pulmonalen Entzündungsverlauf durch alveolär rekrutierte Monozyten

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2009

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-13562

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Für die entzündungsgetriebene Monozytenrekrutierung ins Gewebe besitzen das CC-Chemokin CCL2 und sein Rezeptor CCR2 eine Schlüsselfunktion. CCR2-tragende Monozyten folgen bei pulmonalen Entzündungsprozessen einem CCL2-Gradienten in die Alveolen. Demgegenüber sind die Faktoren für die Regulierung von Dauer und Intensität der alveolären Monozytenrekrutierung weitgehend unbekannt.Die aktuelle Studie untersuchte die alveoläre Monozytenrekrutierung und das intraalveoläre CCL2-Konzentrationsprofil im Mausmodell der akuten pulmonalen Inflammation. Ein inflammatorischer Stimulus mit E. coli Lipopolysaccharid (LPS) wurde Mäusen von unterschiedlicher CCR2-Genexpression (Wildtyp- und CCR2-defizienten Mäuse) intratracheal verabreicht. Nach verschiedenen Zeitintervallen wurden die Mäuse getötet und bronchoalveoläre Lavageflüssigkeit (BALF) gewonnen.Wildtypmäuse zeigten eine dosis- und zeitabhängige Steigerung der alveolären Monozytenakkumulation im Verlauf der LPS-induzierten Alveolitis. Die parallel untersuchten CCL2-Spiegel der BALF blieben hingegen auf einem mittleren Niveau konstant. Bei in gleicher Weise behandelten CCR2-defizienten Mäusen verhielten sich die untersuchten Parameter umgekehrt. Eine fehlende Steigerung der alveolären Monozytenzahl ging mit einer signifikanten dosis- und zeitabhängigen Zunahme der CCL2-Konzentration in der BALF einher. Um die Rolle einer Blockade der Rezeptorfunktion von CCR2 in verschiedenen Kompartimenten zu analysieren, wurde Wildtypmäusen neben LPS der funktionsblockierende CCR2-Antikörper MC21 entweder systemisch (intraperitoneal) oder intratracheal verabreicht. Wildtypmäuse, die eine systemische Vorbehandlung mit dem CCR2-Antikörper MC21 erhielten, zeigten nach intratrachealem LPS-Stimulus wie CCR2-defiziente Mäuse einen fehlenden Monozytenanstieg bei hohen CCL2-Spiegeln in der BALF. Eine selektive CCR2-Funktionsblockade im Alveolarraum durch intratracheale Instillation des Antikörpers (entsprechend einer CCR2-Blockade alveolär residenter und rekrutierter Zellen), führte zu keiner Beeinträchtigung der alveolären Monozytenrekrutierung jedoch zu deutlich erhöhten CCL2-Spiegeln im Alveolarraum im Vergleich zur Kontrolle. Diese Daten weisen darauf hin, dass der Rezeptor CCR2 im Rahmen der LPS-vermittelten pulmonalen Inflammation nicht nur für die beobachtete Monozytenchemotaxis in die Alveolen von Bedeutung ist, sondern auch maßgeblich an der Reduktion von CCL2-Konzentrationen im Alveolarraum beteiligt ist. Um herauszufinden, welche CCR2-exprimierende Zellart diese Reduktion vermittelt, wurden Wildtyp- und CCR2-defiziente Mäuse einer reziproken Knochenmarkstransplantation unterzogen und in das Versuchsmodell eingesetzt.Chimäre CCR2-defiziente Mäuse (Zellen des Alveolarraums CCR2-negativ, zirkulierende Monozyten CCR2-positiv) demonstrierten nach LPS-Behandlung einen drastischen Anstieg der alveolären Monozytenzahl bei geringen CCL2-Spiegeln in der BALF ähnlich wie Wildtypmäuse. Bei chimären Wildtypmäusen (Zellen des Alveolarraums CCR2-positiv, zirkulierende Monozyten CCR2-negativ) war die alveoläre Monozytenakkumulation deutlich reduziert bei stark erhöhten alveolären CCL2-Spiegeln wie in CCR2-defizienten Mäusen. Folglich konnte die Funktion der Minderung intraalveolärer CCL2-Konzentrationen den CCR2-exprimierenden Blutmonozyten zugeordnet werden, die während der Entzündung in die Alveolen rekrutiert werden.In zusätzlich durchgeführten In-vitro-Versuchen gelang der Nachweis, dass aus Wildtypmäusen isolierte periphere Blutmonozyten in Abhängigkeit von funktionsfähigen CCR2-Rezeptoren rekombinantes CCL2-Protein in Kultur verbrauchen können. Demgegenüber waren Monozyten aus CCR2-defizienten Mäusen hierzu nicht in der Lage.Insgesamt sprechen die in vivo und in vitro erhobenen Daten für folgenden Feedback-Mechanismus zur Regulation von Dauer und Intensität der entzündungsgetriebenen alveolären Monozytenrekrutierung: CCR2-positive Blutmonozyten werden bei der LPS-induzierten Entzündungssequenz entlang eines CCL2-Chemokin-Gradienten in die Alveolen rekrutiert, wo sie den lokalen CCL2-Spiegel durch Verbrauch reduzieren und damit ihre weitere alveoläre Akkumulation limitieren.

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