Aktivierung von Hämozyten des Tabakschwärmers Manduca sexta nach bakteriellen Infektionen

Abstract

Hämozyten sind bei Insekten an Abwehrreaktionen, wie z. B. Neusynthese und Sekretion verschiedener antimikrobieller Substanzen,Phagozytose und Einkapselung beteiligt. Bisher gibt es nur wenige Erkenntnisse über die bei einer zellulären Abwehr beteiligten Moleküleund Mechanismen. Zwei unterschiedliche methodische Ansätze, proteinchemisch und molekularbiologisch, wurden zum Nachweis an Aktivierungsvorgängenvon Hämozyten beteiligter Moleküle genutzt. Proteinchemisch konnten mehrere Proteine mit Affinität zu Lipopolysaccharid (LPS)identifiziert werden. Zwei Proteine von ca. 21 kDa wurden gereinigt und N-terminal sequenziert. Molekularbiologisch gelang die Klonierung von 4 cDNAs, aus zuvor produzierten Expressionsbibliotheken des Fettkörpers und ausHämozyten. Aufgrund der festgestellten Sequenzhomologien und der ersten Ergebnisse zur biochemischen Charakterisierung ist davonauszugehen, dass die von diesen cDNAs kodierten Proteine eine Funktion in der Hämozytenaktivierung besitzen. Das Hämozyten-Aggregation-inhibierende Protein (HAIP) zeigt eine Sequenzhomologie zu Chitinase-verwandten Wachstumsfaktoren. DieRNA ist im Fettkörper nachweisbar, Hämozyten enthalten sie nicht. Bakterielle Infektion führt nicht zu einer gesteigerten Expression vonHAIP. Immunhistochemisch konnte HAIP in Hämozyten nachgewiesen werden. Daneben wurde gezeigt, dass HAIP Chitin bindet. Chitosanund Xylose können diese Bindung teilweise antagonisieren. Immunolektin-3 (IML-3) zeigt eine Sequenzhomologie zu verschiedenenCalcium-abhängigen Lektinen. Die IML-3-RNA ist im Fettkörper nachweisbar, wo seine Expression durch bakterielle Infektionen induziertwird. Hämozyten enthalten keine IML-3-RNA. In der Hämolymphe sind mit dem gegen das rekombinante Protein hergestellten Antikörperdrei Proteine detektierbar. Nach bakteriellen Infektionen ist IML-3 in Plasmatozyten, neben granulären Zellen wichtigsten phagozytierendenZellen, nachweisbar. Ferner konnten erste Anhaltspunkte für eine Assoziation von IML-3 mit sich selbst oder anderen Hämolymphkomponenten gefunden werden. Fettkörper-Protease-1 (FP-1) zeigt eine Sequenzhomologie zu CLIP-Domänen Proteasen.FP--1 wird von Hämozyten und Fettkörper exprimiert, im Fettkörper ist die Expression induzierbar. In Infektionsexperimenten konnte eineAktivierung der FP-1 nach Injektion Gram-positiver Bakterien beobachtet werden. Darüber hinaus konnte das Protein in Oenozytoiden, denProphenoloxidase synthetisierenden Zellen, nachgewiesen werden. Die vollständige cDNA des M. sexta Hemocytin (MsHc) wurde kloniertund analysiert. Das kodierte Protein ist homolog zum von-Willebrand Faktor. Die RNA des MsHc ist in Hämozyten nachweisbar,bakterieller Infektionen führen nicht zu einer Induktion.