In der vorliegenden Arbeit wurden alle Methoden etabliert, um Peroxisomen in Makrophagen zu untersuchen. Die Aktivierung der Makrophagen wurde durch Inkubation mit LPS bzw. mit oxLDL ausgelöst. Darüber hinaus wurden LPS-induzierte Effekte in Makrophagen mit defekten Peroxisomen untersucht.Die Etablierung eines optimalem Protokolls zur subzellularen Fraktionierung und Isolierung einer angereicherten Peroxisomenfraktion mit Hilfe von differentieller Zentrifugation erbrachte, dass Einfrieren der Zellproben bessere Ergebnisse bei der Homogenisierung lieferte und notwendig war, um eine ideale Anreicherung der Peroxisomen zu erzielen. Nur durch die Verwendung der angereicherten Peroxisomenfraktion konnten auch peroxisomale Enzyme analysiert werden, die nur in geringer Menge exprimiert werden, wie z.B. die peroxisomale Thiolase. Während der Etablierung eines optimalen Protokolls zur Langzeitinkubation der Makrophagen mit LPS zeigte sich, dass die Zugabe von Serum ins Inkubationsmedium essentiell notwendig war, um das Überleben der Zellen zu sichern. Des weiteren beeinträchtigte die Verwendung von serumfreiem Medium, wie sie in der Literatur angegeben wird, die Peroxisomenaktivität.RT-PCR und Western Blot-Analysen sowie Immunofluoreszenz-Studien erbrachten tiefgreifende Veränderungen des peroxisomalen Kompartments nach LPS Behandlung. Nach 24 h wurde die Genexpression von beta-Oxidationsenzymen, der H2O2 abbauende Katalase und des peroxisomalen Biogeneseproteins PEX11alpha drastisch reduziert. Dagegen war die Expression des PEX13 Gens kaum und die des PEX14 nicht beeinflusst. Da die LPS Behandlung PEX14 nicht beeinträchtigte, wurde ein Antikörper gegen Pex14p als idealer Marker zum Nachweis der Peroxisomen nach LPS-Behandlung verwendet. Versuche - basierend auf Immunofluoreszenzfärbungen von peroxisomalen Proteinen zum Nachweis des Organells - ergaben, dass sich die Peroxisomenanzahl nach Langzeitbehandlung mit LPS (>=48 h) signifikant vermehrte. Zudem ging der Peroxisomenproliferation ein Anstieg der Pex11alpha-Genexpression voraus und die Proteinspiegel von peroxisomalen beta-Oxidationsenzymen und Katalase wurden weitgehend wiederhergestellt. Diese Ergebnisse weisen auf eine Rolle des peroxisomalen Metabolismus in der Auflösung inflammatorischer Prozesse in Makrophagen hin. Weiterführend wurden die zugrunde liegenden Signalwege untersucht. Verwendet wurden spezifische Inhibitoren gegen TLR-4, NFkappaB sowie TNF-R. Die Ergebnisse zeigten, dass die peroxisomale Reaktion auf die LPS-Behandlung durch den TLR-4/NFkappaB Signalweg sowie durch TNF-R, insbesondere in frühen Zeitpunkten, vermittelt wurden. Die Behandlung von Makrohagen mit oxidiertem LDL (oxLDL) zeigte entgegengesetzte Effekte wie die LPS-Behandlung. Eine Western Blot-Analyse erbrachte erhöhte Proteinmengen an Katalase sowie Thiolase. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass das peroxisomale Kompartment in Makrophagen während der Beseitigung von intimalem oxLDL aktiviert wird. Damit könnte der Schutz von Makrophagen vor Lipotoxizität und oxidativen Stress verbunden sein, um die Schaumzellbildung zu verhindern.Zuletzt konzentrierten sich die Versuche auf den Einfluss einer peroxisomalen Dysfunktion auf die LPS indizierte Makrophagenaktivierung. Dazu wurden Makrophagen aus PEX11alpha KO Mäusen isoliert, da sich gezeigt hatte, dass die PEX11alpha -Expression stark von der LPS-Behandlung beinflusst wird. Tatsächlich wurden in PEX11alpha KO Makrophagen ein erhöhter Zelltod und die Aktivierung von Caspase-3 beobachtet, verbunden mit einer erhöhten Bad mRNA-Expression in KO-Makrophagen, was darauf hindeutet, dass der intrisiche mitochondriale Apoptoseweg vermehrt induziert ist. Des Weiteren traten geschlechtsspezifische Unterschiede in der Reaktion auf LPS-Behandlung auf, was sich durch eine stärkeren Expression pro-inflammatorischer Marker in Makrophagen von weiblichen PEX11alpha KO Mäusen äußerte. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Peroxisomen in Makrophagen wichtige Funktionen während der Aktivierung von Makrophagen durch verschiedene Stimuli wahrnehmen. Wie durch Versuche an PEX11alpha -KO-Mäusen gezeigt wurde, verändert die peroxisomale Dysfunktion die Expression pro-inflammatorischer Marker und könnte zur Verlängerung oder zur Chronifizierung inflammatorischer Prozesse führen. Daher erfüllt der peroxisomale Metabolismus wichtige Funktionen im Schutz von Makrophagen vor frühzeitigem Zelltod während ihrer Aktivierung und der Pathogenabwehr. Der hier beobachtete Effekt könnte Teil eines generellen Schutzmechanismus in Makrophagen sein. Daher ist es wahrscheinlich, dass Peroxisomen ebenfalls bei chronischen Entzündungskrankheiten wie Leberzirrhose, neurodegenerativer Erkrankungen, z.B. Alzheier, oder Atherosklerose, eine Rolle spielen.
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