Die Haut ist das größte Organ des Menschen und bildet die Barriere gegenüber Einwirkungen aus der Umwelt. Die Störung der Hautbarriere durch exogene und endogene Reize führt zu einer Entzündungsreaktion in der Haut. In der Folge können Hauterkrankungen wie die irritative oder Atopische Dermatitis entstehen. Der Tumor Nekrose Faktor-α (TNF-α) ist ein pleiotrop wirksames Zytokin, das eine zentrale Rolle bei entzündlichen Prozessen spielt. Ziel der vorgelegten Promotionsarbeit war zu untersuchen, ob und wie TNF-α zu Entzündungsgeschehen, ausgelöst durch exogene und endogene Faktoren, beiträgt. Die Bedeutung von TNF-α wurde in TNF-ko Mäusen in verschiedenen Hautmodellen untersucht. Für das Irritationsmodell wurden chemische und physikalische Reize verwendet. TSLP (Thymic stromal lymphopoietin) wurde durch die verschiedenen Stimuli signifikant induziert. Diese Induktion war unabhängig von der endogenen TNF-α Produktion, gezeigt durch den Einsatz von TNF- ko Mäusen . Da endogenes TNF-α für die Hautirritation keine notwendige Bedingung darstellte, wurde die Bedeutung von TNF-α bei der atopischen Dermatitis (AD) untersucht. TNF-α defiziente Mäuse zeigen verstärkt Ekzeme im Vergleich zu Wildtyp Mäusen. Die Behandlung von TNF-ko Mäusen mit einem TSLP Antikörper führte zu einer Verminderung des Ekzems. Mastzellen wurden vermehrt in läsionaler Haut gefunden und korrelierten mit dem Schweregrad des atopischen Ekzems sowie der TSLP-Expression. / The skin is the largest organ of an individuum and builds the barrier for a host against the environment. Skin barrier disruption by exogenous or endogenous stimuli can lead to skin inflammation. As a consequence, irritant or atopic eczema, frequent skin diseases, may evolve. Tumor necrosis factor-α (TNF-α) is a pleiotropic cytokine which plays a central role in inflammatory processes. The main aim of this thesis was to clarify whether and how endogenous TNF-α is contributing to skin inflammation driven by exogenous and endogenous triggers. The role of endogenous TNF-α was studied using TNF knockout (-/-) mice. In an irritation model, chemical and physical stimuli were applied on to mouse skin. Thymic stromal lymphopoietin (TSLP) was significantly induced by the used irritants. This TSLP induction was independent from endogenous TNF-α proven by using TNF-/- mice. Next the role of TNF-α in atopic dermatitis (AD) promoting an allergic skin inflammation was investigated. TNF-/- mice developed more severe AD compared to the wildtype mice and TSLP was significantly increased and correlated with the severity of the eczema. To prove the pathophysiological role of TSLP for AD progression, TNF-/- mice were pretreated with an TSLP antibody. Indeed, these mice developed less AD symptoms compared to the control mice. Mast cells (MCs) were also significantly increased in lesional skin in the AD model and moreover, correlated with AD severity, but also with TSLP expression.

Die Haut ist das größte Organ des Menschen und stellt die primäre Barriere gegen Umwelteinflüsse und Pathogene dar. Eine Dysbalance der Hautbarriere birgt die Gefahr einer nachfolgenden Entzündungsreaktion. Bleibt diese bestehen, können sich Hautkrankheiten wie zum Beispiel die atopische Dermatitis (AD) entwickeln. Verschiedene Zytokine wie Thymic Stromal Lymphopoietin (TSLP) werden bei entzündlichen Hauterkrankungen eine bedeutende Rolle zugeschrieben. Die Bedeutung von TSLP wurde zunächst anhand mehrerer Knockout-Mausstämme untersucht. Hier zeigte sich, dass TSLPR-KO und TNF-TSLPR-DKO Mäuse im Gegensatz zu TNF-KO Mäusen keine bzw. weniger Zeichen einer Entzündungsreaktion in der Haut entwickeln. Die Rolle äußerer Einflüsse auf die TSLP-Produktion wurde anhand eines Irritationsmodells ebenfalls in Mäusen untersucht. Dabei führte die Hautirritation, ausgelöst durch Abtragen der oberen Hautschichten mittels eines Tesa-Abriss, zu einem signifikanten Anstieg von TSLP in der Haut?. Mit Hilfe von Agonisten und Inhibitoren konnte gezeigt werden, dass dieser Irritations-vermittelte TSLP-Anstieg über Interleukin-1 (IL-1) und Protease Activated Receptor 2 (PAR-2) vermittelt wird. In diesem Zusammenhang wurde auch gezeigt, dass die Aktivierung von IL-1- sowie PAR-2-abhängigen Signalwegen zu einer gesteigerten Aktivität des TSLP-Promotors führte. Die Untersuchung der Wirkung verschiedener Mastzellmediatoren auf die TSLP-Expression ergab, dass Tryptase, über die Aktivierung von PAR-2, der wichtigste Mediator für den Anstieg von TSLP nach der Degranulation von Mastzellen ist. Dieses Ergebnis wurde mittels verschiedener in vitro, in vivo und ex vivo Experimentalansätze belegt. So konnte in einem c48/80-abhängigen Degranulationsmodell in Mäusen gezeigt werden, dss PAR-2- sowie Mastzell-KO Mäuse im Vergleich zu Wildtypen nach Injektion von c48/80 signifikant weniger TSLP exprimierten. / The skin is the first line of defense against environmental or microbial pathogens. A deviation of the skin barrier homeostasis by any kind of insult can result in an inflammatory response. The inflammatory response in turn can promote the development of an eczemaincluding atopic eczema. Thymic stromal lymphopoietin (TSLP) due to its pleiotropic nature play an important role in inflammatory disorders. The major aim of this thesis was to better understand the underlying mechanisms of TSLP production in the context of skin irritation and mast cell (MC) mediators and their contribution in the development of atopic dermatitis (AD). The role of TSLP was studied using TSLPR-/- mice. The data show that TSLPR-/- and TNF-/-/TSLPR-/- mice were protected from AD development, by contrast TNF-/- mice exhibited severe AD. The role of exogenous triggers was studied using tape stripping mediated skin irritation mouse models. Skin irritation resulted in significant enhanced TSLP production. TSLP induction was identified to depend on interleukin (IL)-1 and protease activated receptor (PAR)-2 pathways proven by using exogenous activators or inhibitors of these pathways. Moreover, PAR-2 and IL-1 concomitantly promoted NF-κB binding to the human TSLP promoter which in turn resulted in an increased TSLP promoter activity. Additionally, the role of mast cell mediators in the context of TSLP induction was investigated. Tryptase turned out to be the trigger responsible for the enhanced TSLP response by activating the PAR-2 pathway. This finding was proven by employing in vitro, ex vivo and in vivo approaches. In detail PAR-2-/- and MC-/- mice were used in a compound 48/80 (C48/80) dependent MCs degranulation model. PAR-2-/- and MC-/- mice produced significantly less TSLP in comparison to control mice.