Die Aktivierung und Funktion von Bactericidal Permeability/Increasing Protein (BPI) bei entzündlichen Darmprozessen und Infektionen im Darm
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Wir haben im Zeitrahmen der Förderung die Expression und Regulation von Maus bactericidal / permeability – increasing protein (BPI) in neutrophilen Granulozyten, DCs und Darmepithelzellen untersucht. Dabei konnten wir feststellen, dass ex vivo isolierte Darmepithelzellen BPI exprimieren, aber nach Kontakt mit Bakterien nicht regulieren. Die Unresponsivität gegenüber Bakterien und von Liganden, die von Bakterien abstammen, wurde für Darmepithelzellen bereits beschrieben. Außerdem wurde für die Untersuchung der Funktion von BPI in vivo das sehr wichtige BPI-gendefiziente Mausmodell in Kollaboration mit Prof. Dr. Dr. André Gessner, Universität Regensburg generiert. Vergleichende Untersuchungen von Makrophagen und DCs, die sowohl aus BPI-defizienten Mäuse wie auch Wildtyp-Kontrollmäusen hergestellt wurden, zeigten, dass BPI keine Rolle während der Zellaktivierung noch bei der Kontrolle von Bakterien (S. Typhimurium, L. monocytogenes) spielt. Jedoch ist die Expression von BPI wichtig bei der Aktivierung von neutrophilen Granulozyten und der Kontrolle von L. monocytogenes. Das bedeutet, dass Granulozyten von BPI-defizienten Mäusen hyperresponsiv auf eine Stimulation mit L. monocytogenes reagieren und diese Bakterien länger in den Granulozyten ohne BPI persistieren. Sowohl im Modell der DSS-induzierten Kolitis wie auch im intragastralen Infektionsmodell der Listeriose konnten wir die Hochregulation von BPI im Darm detektieren. Der Verlust der Expression von BPI führt in Mäusen zu einer verstärkten Entzündung im Darm, was wir immunologisch, histologisch und immunhistologisch zeigen konnten. Molekular führte der Verlust der Expression von BPI nicht zu einem Verlust der zyptoprotektiven Mechanismen des Epithels. Zusätzlich konnten wir über Echt-Zeit-PCR auch keine Verschiebung der Darmflora beobachten. Aus diesem Grund schließen wir, dass der direkte antimikrobielle und/oder der PAMP-neutralisierende Charakter von BPI zur Homeostase im Darm beitragen. Im Modell der murinen Listeriose ist der Verlust der Expression von BPI in neutrophilen Granulozyten dafür verantwortlich, dass diese Zellen die Listerien schlechter kontrollieren und damit kausal an der höheren Suszeptibilität der Mäuse beteiligt. Zum Schluss haben wir in der Förderperiode eine neue Mauslinie generiert, die murines BPI im Darmepithel konstitutiv überexprimiert. Die phänotypische Analyse der transgenen Mäuse im DSS-Kolitis-Modell und im Modell der murinen Listeriose wird in den kommenden Monaten erfolgen. Zusammenfassend haben wir gezeigt, dass BPI wichtig bei der Kontrolle der DSS-induzierten Kolitis und der Kontrolle des Gram-positiven Bakteriums L. monocytogenes ist. Damit trägt BPI entscheidend zur Homeostase im Darm bei. Außerdem konnten wir zeigen, dass BPI nicht nur, wie in der Literatur beschrieben, gegen Gram-negative Bakterien sondern auch gegen Gram-positive wirksam ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2010). Innate immunity and host defence against microbial infections. Molecular Microbiology, Diagnostic Principles and Practice, 2nd edition: Chapter on innate immunity
Schnare, M., and S. Qureshi
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The role of toll-like receptors in acute and chronic lung inflammation (2010). J Inflamm, 7:57
Lafferty, E.I., Qureshi, S.T., and M. Schnare
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The Bactericidal/Permeability Increasing Protein (BPI) in the innate defence of the lower airways (2011). Biochem Soc Trans. Biochem Soc Trans. 2011 Aug;39(4):1045-50
A. Holweg, M. Schnare and A. Gessner
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Toll-like receptor activation and hypoxia use distinct signalling pathways to stabilize HIF-1α and result in differential HIF-1α-dependent gene expression. J Leukoc Biol. 2011 Sep;90(3):551-62
Jantsch, J., Wiese, M., Castiglione, K., Schödel, J., Gläsner, J., Kolbe, S., Schleicher, U., Eckardt, K.U., Hensel, M., Lang, R., Bogdan, C., Schnare, M. , and C. Willam
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Nucleic acid recognizing Toll-like receptors are essential for the control of endogenous retrovirus (ERV) viremia and ERV-induced tumors. Immunity, 2012, Immunity. Nov 16;37(5):867-79
Yu P, Lübben W, Slomka H, Gebler J, Konert M, Cai C, Neubrandt L, Prazeres da Costa O, Beil S, Dehnert S, Döhne K, Thanisch M, Storsberg S, Wiegand L, Kaufmann A, Nain M, Quintanilla-Martinez L, Bettio S, Schnierle B, Kolesnikova L, Becker S, Schnare M, Bauer S
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The 2'-O-methylation status of a single guanosine controls transfer RNA-mediated Toll-like receptor 7 activation or inhibition. J Exp Med. 2012 Feb 13;209(2):235-41
Jöckel S, Nees G, Sommer R, Zhao Y, Cherkasov D, Hori H, Ehm G, Schnare M, Nain M, Kaufmann A, Bauer S
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A simple and fast system for cloning influenza A virus gene segments into pHW2000- and pCAGGS-based vectors. Arch Virol. 2013 Apr 25
Czudai-Matwich V, Schnare M, Pinkenburg O
