Funktion und Regulation der Poly(ADP-Ribose)-Polymerase-1 (PARP-1) bei der Aktivierung und Migration von Monozyten und T-Lymphozyten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Aktivierung von Mikrogliazellen ist für Entzuendungsvorgaenge im ZNS von essenzieller Bedeutung und hängt eng mit der Aktivierung des nukleaeren Enzyms PARP-1 zusammen. Ziel des Projekts war die Identifizierung von nukleaeren Proteinen welche in PARP-1 ribosylierter Form aus dem Zellkern transportiert werden sowie die Entwicklung eines fluorophoren Substrats für die PARP-1 um diese Transportvorgänge direkt in lebenden Zellen zu beobachten. Im Laufe des Projekts konnte ein in-vitro System zur Ribosylierung von nukleaeren Proteinen etabliert werden und klar gezeigt werden, dass ribosylierte Proteine von nativen isolierten Zellkernen ausgeschleust werden, und dass sich dieser Prozess durch hochspezifische PARP-Inhibitoren hemmen lässt. Die so gewonnen Proteine konnten in einer 2D-PAGE getrennt und z.T. identifiziert werden. Die identifizierten Proteine müssen nun in folgenden Untersuchungen auf ihre Relevanz für möglichen nukleo-zytoplasmatische Transport- bzw. Signalvorgänge hin überprueft werden. Darüber hinaus wurden reaktive NAD-Derivate mit FITC basierenden Fluorophoren gekoppelt und so die Kopplungsbedingungen so optimiert werden, dass eine nahezu 100%ige Ausbeute erzielt wurde. Das so erzeugte Fluorophor-gekoppelte PARP-1 Substrat wurde anschließend in biochemischen Riboslyierungsassays eingesetzt und dessen Einbau spektroskopisch untersucht. Ein zweiten Teil wurde die Funktion und Regulation der PARP-1 bei der Retrodifferenzierung von makrophageal differenzierten monozytären Zellen untersucht. Dabei fanden wir, dass die Retrodifferenzierung makrophageal differenzierter Zellen eine starke Erhöhung der intrazellulären proteolyrischen Aktivität des nuklearen Proteasoms erfordert, das durch Bindung an die PARP-1 aktiviert wird. Durch funktionelle Ausschaltung der PARP-1 mittels eines antisense-Vektors konnte die Retrodifferenzierung stark gehemmt und die makrophageal differenzierten monozytären Zellen verstärkt in die Seneszenz getrieben werden. Weiterhin wurde die Rolle der PARP-1 auf das Zytokinmuster die Freisetzung anderer Mediatoren der Entzündung untersucht. Dabei wurde gefunden, dass die Produktion von Endocannabinoiden, vor allem Anandamid (AEA) und 2-Arachidonoylglycerol (2-AG), in Mikrogliazellen unter starker Kontrolle der PARP-1 steht. Es gelang die Identifikation des Endocannabinoidsystems als ein wichtiges antiinflammatorisches Feedback-System im ZNS und die teilweise Beantwortung, welche molekulare Prozesse zugrunde liegen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Mawrin C, Wolf C, Hörtnagl H, Schneider-Stock R, Nitsch R, Ullrich O. (2006) The endocannabinoid anadamide (AEA) protects neurons during CNS inflammation by induction of MKP-1 in microglial cells. Neuron 49, 67-79
- Seile A., Ullrich O., Harnacke K., Hass R. (2007) Retrodifferentiation and rejuvenation of senescent monocytic cells requires PARP-1. Exp Gerontol. 2007 Jan 10
