Identifizierung und Charakterisierung der biologischen Funktion von PolySia-NCAM in humanem Lungengewebe
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Zusammenfassung
Bei Polysialinsäure (PolySia) handelt es sich um ein Homopolymer aus alpha 2,8-verknüpften N-Acetylneuraminsäuren, welches überwiegend als posttranslationale Modifikation des neuralen Zelladhäsionsmoleküls NCAM in Säugetieren vorliegt. Durch die hohe Anzahl an negativ geladenen Carboxylgruppen erschwert PolySia die Zelladhäsion und spielt damit eine entscheidende Rolle bei der Regulation von Zellkontakten und Migrationsprozessen. Die große Bedeutung von PolySia wird im Zuge eines knock out-Modells deutlich, in dem die Abwesenheit des Moleküls zu einem letalen Phänotyp in der Maus führte. Während die funktionelle Relevanz von PolySia im Nervensystem bereits vielfach untersucht wurde, ist deren Rolle in anderen Organsystemen noch weitgehend ungeklärt. In der vorliegenden Arbeit wurde PolySia-NCAM in der humanen, adulten Lunge vorwiegend auf bronchialen Epithelzellen detektiert. Unter Zuhilfenahme eines Zellkulturmodells konnte weiterhin gezeigt werden, dass Interleukin-1beta (IL-1beta) oder Lipopolysaccharid (LPS) von gram-negativen Bakterien zu einem ectodomain shedding des Glykoproteins führen, was wiederum die Freisetzung von löslichem PolySia-NCAM-110 induziert. Darüber hinaus konnten auch in Lungengewebe von Patienten, die an der chronisch-inflammatorischen Lungenkrankheit COPD (chronic obstructive pulmonary disease) litten, welche mit einem erhöhten IL-1beta-Spiegel einhergeht, gesteigerte Mengen an löslichem PolySia-NCAM-110 detektiert werden. Letzteres konnte auch in entzündlichem Gewebe Bleomycin-behandelter Mäuse nachgewiesen werden, nicht jedoch in der fibrosierenden, nicht-entzündlichen Lungenerkrankung IPF (Idiopathisch pulmonale Fibrose). Zusätzlich wurde gezeigt, dass lösliches PolySia-NCAM-110 direkt mit extrazellulären Histonen sowie dem von neutrophilen Granulozyten produzierten NET (neutrophil extracellular traps) in Wechselwirkung tritt und somit in der Lage ist, deren Zytotoxizität für körpereigene Zellen abzumildern. Ausgehend von diesen Daten kann postuliert werden, dass lösliches PolySia-NCAM-110, welches im Zuge einer inflammatorischen Immunantwort des Lungengewebes durch ectodomain-shedding freigesetzt wird, eine Rolle als immunmodulatorisches Agens im Kontext der angeborenen Immunität der Lunge spielen könnte.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
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Erstpublikation in
Giessen : VVB Laufersweiler