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Das Ziel dieser Arbeit war die Darstellung der Einflüsse verschiedener Interleukine auf die HDGF-Expression in verschiedenen Kolonzelllinien. HDGF stellt einen Wachstumsfaktor dar, der nicht nur physiologisch bei der Entwicklung einiger Gewebe wie der Niere, der Leber und des Darms von Be-deutung ist, sondern auch eine wichtige Rolle in der Karzinogenese verschie-dener Tumoren spielt. Hierzu zählen unter anderem das hepatozelluläre Karzi-nom, das NSCLC und das Melanom. Von besonderer Relevanz ist seine Rolle in der Pathogenese des kolorektalen Karzinoms. Die verwendeten Interleukine (1beta, 4, 5, 8 und 13) zeigen sowohl inhibierende als auch fördernde Eigenschaften in Bezug auf die Karzinogenese von kolorektalen Tumoren. Dies steht im Einklang mit früheren Resultaten der Literatur. Die vier verschiedenen Zelllinien, eine Adenomzelllinie, zwei Adenokarzinomzelllinien sowie eine Zelllinie aus Lymphknotenmetastasenzellen wurden mit den verschiedenen Interleukinen inkubiert und mittels REAL TIME-RT-PCR analysiert. Die Ergebnisdarstellung in Blockdiagrammen zeigt semiquantitativ die relative HDGF-Expression. So lassen sich Aussagen über Anstieg oder Abfall der Expression durch den Einfluss der verschiedenen Interleukine machen. Die hier gezeigten Ergebnisse lassen, wie auch schon teilweise in der Literatur beschrieben, für alle Interleukine außer für IL 1beta, sowohl hemmende als auch tumorunterstützende Effekte beobachten. Interleukin 1beta zeigt in Kongruenz der vorbeschriebenen Studien, im Gegensatz zu den anderen Zytokinen, in allen Zelllinien tumorfördernde Eigenschaften. Für IL 4 ist zunächst in den Adenomzellen ein antitumoröser Effekt zu erkennen, dieser kehrt sich in der Metastasenzelllinie in eine förderndene Wirkung um. In den Adenokarzinomzelllinien sind weder eindeutige suppressive noch unterstützende Wirkungen zu verzeichnen. Über einen Zusammenhang zwischen dem Grad der malignen Transformation und unterschiedlichem Ansprechen auf IL 4 lässt sich jedoch bisher nur spekulieren. Für IL 5 ist ein ähnliches Verhalten zu beobachten. Eine anfängliche inhibitorische Wirkung auf die HDGF-Expression in den Adenomzellen sowie Adenokarzinomzellen kehrt sich in der Metastasenzelllinie in den gegenteiligen Effekt um. Auch hier lässt sich eine Umkehr der ausgelösten Effekte mit fortschreitender maligner Transformation vermuten. IL 8 zeigt kongruente Effekte zu IL 4 und IL 5, jedoch lassen sich für IL 8 in der Literatur bisher nur tumorunterstützende Wirkungen finden. Hier lässt sich in den Adenomzellen eine suppressive Wirkung verzeichnen, wohingegen in den beiden Adenokarzinomzelllinien fördernde Effekte beobachtet werden. In der Metastasenzelllinie lassen sich jedoch weder positive noch negative Auswirkungen feststellen. Des Weiteren spiegeln auch die Ergebnisse des Einflusses von IL 13 die Vielgestaltigkeit der Wirkweisen dieses Interleukins dar, mit tumorhemmenden Effekten in den Adenom- sowie Metastasenzellen und fördernder Wirkung in den HT29-Zellen. Über die genauen Mechanismen, inwiefern ein Interleukin die Expression von HDGF hochreguliert oder supprimiert, kann zum momentanen Zeitpunkt nur spekuliert werden. Es kann jedoch vermutet werden, dass ein gewisser Zu-sammenhang zwischen dem Grad der malignen Transformation und der Wirk-weise der Interleukine existiert. Entscheidend sind hier sicherlich klonal erwor-bene Alterationen einzelner Signalkaskaden. Festzuhalten ist zum einen, dass bis auf IL 1beta für alle Zytokine der Einfluss auf HDGF vom jeweiligen Zellsystem abhängt. Diese Ergebnisse machen eine Schlüsselrolle von HDGF eher unwahrscheinlich, vielmehr scheint seine Regulation hier in teilweise komplexe Regulationsmechanismen mit eingebunden zu sein. Dass diese Alterationen möglicherweise auch im Rahmen der Karzinogenese bzw. der Akquise der Metastasierungsfähigkeit entstehen könnten, zeigen die teilweise bestehenden Unterschiede zwischen der verwendeten Adenomzelllinie und den Karzinomzelllinien respektive zwischen Karzinom- und Metastasenzelllinie. Die beschriebenen Ergebnisse geben einen Anhaltspunkt, in welche Richtung die einzelnen Interleukine wirken, zumindest in wie weit hier ein Einfluß auf die Transkription von HDGF als Surrogatmarker der Mitogenese erfolgt. Um die Komplexität und Vielfalt der Effekte von Interleukinen in Bezug zu Tumorstadium, Invasivität sowie Metastasierungsfähigkeit in Einklang zu bringen, bedarf es jedoch weiterführender Studien. Es lies sich zeigen, dass die angewendeten Interleukine generell Einfluss auf die Expressionshöhe von HDGF in verschiedenen Kolonzelllinien haben und als exogene Faktoren in die Regulation eingreifen können. Dies könnte ein weiterer Ansatz zur Etablierung immunmodulatorischer Therapieoptionen in soliden Neoplasien in der Zukunft sein. / Hepatoma-derived growth factor (HDGF) is a growth factor which plays a role in physiological development of some organ tissues and in the carcinogensis of a few tumors like colorectal cancer, hepatocellular cancer, NSCLC. For this study especially the role of HDGF with regard to colorectal cancer is important. The main focus is set on the influences that different interleukins have on the expression of HDGF in different gut-tissues and colon cancer-tissues. To this end, five interleukins (1beta, 4, 5, 8 and 13) with different effects on the carcinogenesis of colorectal cancer (inhibition/promotion) were investigated. It is known from the literature that all five interleukins show different behavior. Four cell lines–one adenoma cell line, two different cell lines of adenoma carcinoma of intestine, one cell line of lymph node metastase of adenoma carcinoma of intestine–were incubated with the five interleukins and analyzed with Real Time-RT-PCR. This method allows for an observation of changes of the relative HDGF-expression. The results show that all interleukins have an influence on the HDGF-expression. The most pronounced effects are observed in dependency of the concentration of the interleukins under investigation. Interleukin 1beta exhibits throughout a tumor supporting behavior. In contrast to this, all other interleukins showed that their influence depends on the probed cell line. This suggests that there is a connection between the effect of the interleukin and the degree of malign differentiation. This complex interplay manifests itself, for instance, in a totally inversion of the effects, with depression of the HDGF-expression in the cell line of adenoma and a promotion in the cell line of metastasis in some experimental runs. These findings are partly concurrent with known properties described in the literature related to colorectal cancer. ln summary the results show that interleukins as exogenous factor can influence the HDGF-expression. However, the data do not allow to derive final statements on the mechanism of regulation. It is imaginable that an alteration of the signal pathways, presumably acquired clonal, determine whether an interleukin shows effects of inhibition or promotion on the cell lines. Therefore, further studies are required to clarify in how far interleukins influence the HDGF-expression.

A dissertation submitted to the Faculty of Science, University of the Witwatersrand, Johannesburg for the Degree of Master of Science / The antiinflammatory effects of lnterleukin-4 (IL-4) and the synthetic glucocorticoid dexamethasone were studied in adhered monocytes and the leukaemic cells HL-60 and THP-1, with respect to the expression of interleukin-lB (IL-lLB), the (signalling) IL-1 receptor type I (IL..1RtI), and the (inhibitory) IL-1 receptor type I (IL-lRtI). (Abbreviation abstract) / AC2018

Stickstoffdioxid ist ein Luftschadstoff, der mit dem Auftreten von allergischen Atemwegserkrankungen assoziiert ist. In dieser Studie wurde ein möglicher proallergischer Effekt von Stickstoffdioxid auf die durch eine Hausstaubmilbenallergie verursachte allergische Rhinitis untersucht. Primärzellkulturen aus nasalen Epithelzellen wurden einer einstündigen Gasexposition mit 0,1 ppm, 1 ppm und 10 ppm Stickstoffdioxid unterzogen, gefolgt von einer Exposition mit dem Hausstaubmilbenallergen Der p 1. Zellkulturen, die einer kombinierten Exposition aus 0,1 ppm Stickstoffdioxid und Der p 1 oder 1 ppm Stickstoffdioxid unterzogen wurden, zeigten eine erhöhte Induktion der Zytokine IL-6 und IL-8. Kein Effekt war bei einer reinen Exposition mit Der p 1 oder einer reinen Gasexposition zu beobachten. Über eine verstärkte Induktion von IL-6 und IL-8 kann Stickstoffdioxid einen proinflammatorischen Einfluss auf das Entzündungsgeschehen der allergischen Rhinitis nehmen und die Entstehung einer Sensibilisierungsreaktion fördern. Ein proinflammatorischer Effekt wurde bereits bei einer Stickstoffdioxidkonzentration von 0,1 ppm nachgewiesen, welche in Ballungsräumen von Industriestaaten regelmäßig erreicht wird. / Nitrogen dioxide is an airborne pollutant which is associated with the prevalence of allergic airway disease. This study investigated a possible proallergic effect of nitrogen dioxide on the allergic rhintis caused by a house dust mite allergy. Primary cell cultures of human nasal epithelial cells were exposed with 0,1 ppm, 1 ppm or 10 ppm nitrogen dioxide for one hour, followed by an exposition with the house dust mite allergen Der p 1. Cell cultures who were exposed with 0,1 ppm or 1 ppm nitrogen dioxide and Der p 1 showed an increase in the induction of the cytokines IL-6 und IL-8. No effect was observed in cells only exposed to Der p 1 or only exposed to nitrogen dioxide. By increasing the production of these cytokines, nitrogen dioxide can possibly enhance the underlying immune response which leads to allergic inflammation and sensitization. A proinflammatoric effect was demonstrated at 0,1 ppm nitrogen dioxide, a concentration which is common in urban areas of industrialized nations.

Der Transkriptionsfaktor Stat6 vermittelt zentrale Wirkungen von IL-4 und IL-13, die in der Pathologie atopischer Erkrankungen eine Rolle spielen. Seine Spezifität für diese beiden allergieassoziierten Cytokine ist eine wesentliche Motivation ihn näher zu untersuchen. In dieser Arbeit sollte mehr über die Funktion von Stat6 herausgefunden werden. Außerdem wurden Möglichkeiten untersucht dieses Verhalten zu beinflussen. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildete die Regulation des Eotaxin-1-Promotors. Eotaxin-1 ist einer der stärksten Rekrutierungsfaktoren für Eosinophile, die eine zentrale Rolle bei der Immunpathologie allergischer Erkrankungen spielen. Mit Hilfe der Daten konnte eine neue Hypothese zur Regulation des Eotaxin-1-Promotors entwickelt werden. Zum Vergleich wurde mit der Untersuchung des Promotors eines weiteren Chemokins, des MCP-4, begonnen. In Zusammenarbeit mit Dr. Sascha Stolzenberger wurde ein Weg untersucht den Stat6-Signalweg zu hemmen. Dabei wurden mit Hilfe des Antennapedia-Peptides Stat6-Bindepeptide in die Zelle transportiert, um dort über eine kompetitive Hemmung die Signaltransduktion zu unterbinden. Ergebnis dieser Arbeiten ist ein hochspezifischer, aber nur transient wirkender Stat6 Inhibitor. Die Stat6/DNA-Wechselwirkung wurde mit der Magnetobead-Technik untersucht. Dabei werden Promotorfragmente an Magnetkügelchen gekoppelt und unter Ausnutzung der Magnetisierung an die DNA bindende Proteine isoliert und über SDS-PAGE/Immunoblotanalyse untersucht. Mit dem Verfahren konnte die Stat6-Bindung an acht verschiedene Promotoren nachgewiesen werden. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Pallardy aus Paris wurde die Wechselwirkung von Stat6 mit dem Glucocorticoid-Rezeptor untersucht. Glucocorticoide kontrollieren Entzündungen und Interaktionen des aktivierten Rezeptors mit anderen Proteinen aus der Stat-Familie sind seit längerem bekannt. Wie in dieser Arbeit gezeigt wurde, interagiert Stat6 mit dem Glucocorticoidrezeptor unabhängig von einer Bindung an DNA. Zusätzlich wurde der Mucin-2-Promotor auf Stat6-Regulierung untersucht. Mucine sind wichtige Bestandteile des Schleimes. Verstärkte Schleim-Sekretion ist ein klinisches Symptom asthmatischer Erkrankungen und trägt zur Zerstörung der Lunge bei. Ein potentiell Stat6 reguliertes Fragment aus dem Mucinpromoter wurde mit Hilfe von PCR-Techniken isoliert und in Reportergenvektoren kloniert. / The transcriptionfactor Stat6 mediates central effects of the interleukins (IL)-4 and -13, that play important roles in the pathology of Allergy and Asthma. The specificity of these both Allergy-associated cytokines is a strong motivation to investigate the detailed functions of Stat6 and to search for possibilities to influence the behaviour of this transcriptionfactor. The main focus of this work was the regulation of the Eotaxin-1-promoter. The Eotaxin-1 chemokine is one of the most potent recruiting factors for eosinophils, that play a central role in the immunopathology of allergic diseases. On the basis of these data a new model for the regulation was created. In addition to this the investigation of another chemokine promoter, the MCP-4-promoter, was started. In another part of this work a specific Stat6-binding-peptide to inhibit the IL-4 signaltransduction pathway was established. Using the Antennapedia-carrier-peptide allowed to shuttle Stat6-binding peptides into cells where they prevented Stat6 mediated signalling by competitive inhibition. Thus the Stat6-binding-peptide came out to be a transient Stat6 inhibitor with high specificity. The Stat6/DNA-interaction was investigated by DNA-pull-down assays with magnetobeads. Fragments of different promoters are linked to magnetobeads and by using magnetic forces the DNA binding proteins are isolated. This application was used to show Stat6-binding to 8 different promoters. Another subject of this work was the interaction of Stat6 with the glucocorticoid receptor. It is well known that glucocorticoids control inflammation and that the activated receptor interacts with different proteins of the Stat-family. In collaboration with the group of Marc Pallardy in Paris we were able to show that Stat6 interacts with the glucocorticoid receptor independently of DNA binding. In association with Stat6 the regulation of the Mucin-2-promoter seemed to be an interesting aspect. Mucins are essential components of mucus (slime). Enhanced mucus-secretion is a symptom of asthmatic diseases and contributes to the destruction of the lung. A potentially Stat6 regulated fragment was isolated by PCR-techniques and cloned into reportergene vectors.

<p>Cytokines play important roles in bone metabolism, participating in the complex interplay necessary for normal bone formation and turnover. The aim of the present thesis was to investigate the effects of two anti-inflammatory cytokines, interleukin-4 (IL-4) and interleukin-13 (IL-13) on bone. </p><p>Influence of pro- and anti-inflammatory cytokines on interleukin-6 (IL-6) formation in cultured human osteoblasts (hOBs) was investigated. IL-4 and IL-13 as well as interleukin-1 (IL-1) and tumour necrosis factor alpha and beta (TNF-α/β) stimulated IL-6 secretion in hOBs. Also, IL-4 and IL-13 synergistically potentiated the effect of IL-1 and TNFs on IL-6 secretion. </p><p>Effects of IL-4 and IL-13 on markers of osteoblastic activity in hOBs were investigated. IL-4 and IL-13 induced a dose-dependent increase in the formation of alkaline phosphatase (ALP) and pro-collagen type I carboxy-peptide (PICP) together with enhanced mineralization rate in hOBs. Formation of osteocalcin (OC) was unaffected. </p><p>The mechanism behind inhibited proliferation by IL-4 and IL-13 in hOBs was investigated. IL-4 and IL-13 caused a dose-dependent increase in DNA-fragmentation together with escalating Caspase-3 activity in hOBs, reflecting induced apoptosis. Osteoblast apoptosis was also confirmed by TNF-α, dexamethasone and by serum starvation.</p><p>The skeletal phenotype of IL-13^-/-, IL-4^-/-IL-13^-/- and WT mice was compared. An altered cortical bone mass was detected in adult male IL-4^-/-IL-13^-/- mice. They displayed a reduction in cortical bone mineral content (BMC) secondary to reduced cortical thickness. Mechanical strength of the cortical bone was reduced in level with the reduction detected in BMC. Trabecular bone mineral density (tvBMD) was unaffected. </p><p>Callus formation in IL-4^-/-IL-13^-/- and WT male mice was compared. No differences were found concerning radiological healing, biomechanical properties, callus parameters or histology. Heterotopic bone formation in IL-4^-/-IL-13^-/- and WT mice was compared using DXBM implants. No differences were found concerning mineralization of implants. Immuno-histology showed inhibition of autonomic nerves and lack of implant vascularization in IL-4^-/-IL-13^-/- mice. </p><p>In summery, the two anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-13 influence osteoblast activity and apoptosis <i>in vitro</i>. They also selectively influence cortical bone formation <i>in vivo</i>. These findings suggest a role for IL-4 and IL-13 in osteoblast differentiation, in bone metabolism and in bone formation. </p>

Cytokines play important roles in bone metabolism, participating in the complex interplay necessary for normal bone formation and turnover. The aim of the present thesis was to investigate the effects of two anti-inflammatory cytokines, interleukin-4 (IL-4) and interleukin-13 (IL-13) on bone. Influence of pro- and anti-inflammatory cytokines on interleukin-6 (IL-6) formation in cultured human osteoblasts (hOBs) was investigated. IL-4 and IL-13 as well as interleukin-1 (IL-1) and tumour necrosis factor alpha and beta (TNF-α/β) stimulated IL-6 secretion in hOBs. Also, IL-4 and IL-13 synergistically potentiated the effect of IL-1 and TNFs on IL-6 secretion. Effects of IL-4 and IL-13 on markers of osteoblastic activity in hOBs were investigated. IL-4 and IL-13 induced a dose-dependent increase in the formation of alkaline phosphatase (ALP) and pro-collagen type I carboxy-peptide (PICP) together with enhanced mineralization rate in hOBs. Formation of osteocalcin (OC) was unaffected. The mechanism behind inhibited proliferation by IL-4 and IL-13 in hOBs was investigated. IL-4 and IL-13 caused a dose-dependent increase in DNA-fragmentation together with escalating Caspase-3 activity in hOBs, reflecting induced apoptosis. Osteoblast apoptosis was also confirmed by TNF-α, dexamethasone and by serum starvation. The skeletal phenotype of IL-13-/-, IL-4-/-IL-13-/- and WT mice was compared. An altered cortical bone mass was detected in adult male IL-4-/-IL-13-/- mice. They displayed a reduction in cortical bone mineral content (BMC) secondary to reduced cortical thickness. Mechanical strength of the cortical bone was reduced in level with the reduction detected in BMC. Trabecular bone mineral density (tvBMD) was unaffected. Callus formation in IL-4-/-IL-13-/- and WT male mice was compared. No differences were found concerning radiological healing, biomechanical properties, callus parameters or histology. Heterotopic bone formation in IL-4-/-IL-13-/- and WT mice was compared using DXBM implants. No differences were found concerning mineralization of implants. Immuno-histology showed inhibition of autonomic nerves and lack of implant vascularization in IL-4-/-IL-13-/- mice. In summery, the two anti-inflammatory cytokines IL-4 and IL-13 influence osteoblast activity and apoptosis in vitro. They also selectively influence cortical bone formation in vivo. These findings suggest a role for IL-4 and IL-13 in osteoblast differentiation, in bone metabolism and in bone formation.

Thesis (M. Sc. Vet. Sc.)--Faculty of Veterinary Science, University of Sydney, 2005. / Bibliography: leaves 165-172.

Thesis (M. Sc. Vet. Sc.)--University of Sydney, 2005. / Title from title screen (viewed 27 May 2008). Submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Master of Science in Veterinary Science to the Faculty of Veterinary Science. Includes bibliographical references. Also available in print form.