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Funktionelle analyse der Interleukin-27-vermittelten Signaltransduktion in intestinalen Epithelzellen und seine Rolle bei der Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen

Fachliche Zuordnung Gastroenterologie
Förderung Förderung von 2011 bis 2014
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194355604
 
Erstellungsjahr 2015

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Interleukin (IL)-27 bildet zusammen mit IL-12, IL-23 und IL-35 die IL-12-Zytokinfamilie. Diese Zytokine haben eine essentielle Rolle bei der T-Helferzelldifferenzierung. IL-27 hat besondere Charakteristika, da es die Th1-Zelldifferenzierung stimuliert, gleichzeitig aber auch immunsuppressiv wirkt, indem es Th17-Zellen supprimiert und anti-entzündliche, regulatorische Tr1-Zellen stimuliert. Im Rahmen dieses Projektes konnten wir nachweisen, dass IL-27 nicht nur ein wichtiges T-Zell-regulatorisches Zytokin ist, sondern auch Signale und biologische Funktionen in intestinalen Epithelzellen (IEC) vermittelt, die den IL-27-Rezeptorkomplex bestehend aus IL-27R und gp130 exprimieren. Proinflammatorische Stimuli wie TNF-α und IL-1β erhöhten die Expression der IL-27-Rezeptoruntereinheiten IL-27RA und gp130. Auch in primären intestinalen Epithelzellen fand sich eine höhere IL-27-, IL-27RA- und gp130-Expression im Vergleich zu nicht-entzündetem Gewebe. In detaillierten Signaltransduktionsexperimenten zeigten wir die Aktivierung von STAT1, STAT3, STAT6, ERK-1/2, p38 und Akt durch IL-27. Die Spezifität der aktivierten Signale wurde durch entsprechende Kinasenhemmer bestätigt. In Mikroarray-Analysen zeigten sich 428 Gene signifikant durch IL-27 reguliert (316 Gene hochreguliert, 112 Gene herunterreguliert). Unter den am stärksten regulierten Genen fanden sich u.a. SOCS3, IDO1, DMBT1, BATF3, FRMD4A, A2M, STAT1, STAT3 und CIITA. In weiteren Experimenten demonstrierten wir, dass IL-27 über STAT3 und STAT6 die Zellproliferation und Wundheilung von IEC hochreguliert. In funktionellen Analysen konnten wir schließlich zeigen, dass die IL-27-induzierte IDO1-Expression das Wachstum von Darmbakterien hemmt und darüber ebenfalls die intestinale Barrierefunktion stärkt. Im Rahmen einer großen, multinationalen Studie unter Federführung des International Inflammatory Bowel Disease Genetics Consortium konnten wir zeigen, dass die Genvariante rs26528 im IL27-Genlocus ein CED-Suszeptibilitätsgen darstellt. Darüber hinaus demonstrierten wir für eine Genvariante des IL-27-Targetgens DMBT1 eine Assoziation mit dem M. Crohn. Die intestinale DMBT1-Expression war bei den M. Crohn-Patienten erniedrigt, die den DMBT1-SNP rs2981804 trugen. Damit konnten wir erstmals eine neue, funktionelle Rolle des SNP rs2981804 bzgl. DMBT1-Expression und CED-Risiko identifizieren. Zusammenfassend zeigten wir in dieser Studie eine Reihe bisher nicht beschriebener epithelprotektiver Funktionen von IL-27. Unter Berücksichtigung der hierbei gefundenen Assoziation einer IL27-Genvariante mit CED ist eine direkte Beteiligung des IL-27-Zytokinsystems an der Entstehung von CED sehr wahrscheinlich und IL-27 ein vielversprechendes Target in der CED-Therapie.

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