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The proprotein convertases (PC) are endoproteolytic enzymes essential for the generation of bioactive peptides.The production of KO mice for some of these PCs has allowed us to identify many different physiological phenotypes for these enzymes. PC1/3 is traditionally classified as a neuroendocrine enzyme. This has been supported by many studies performed in PC1/3 KO mice, as well as human subjects deficient in PC1/3, where this enzyme is responsible for the cleavage of neuroendocrine substrates, namely POMC and pro-insulin. However, very little research has been done on the potential role of PC1/3 in the immune system, despite evidence of its expression in immune cells, including macrophages. In the present study, we investigate the PC1/3 KO mouse through an immunological aspect. Our laboratory has previously reported an increase in the expression of PC1/3 in the spleen following LPS stimulation. By examining closely the spleen, we observed a splenomegaly of the organ as well as a marked disorganization of the regions of the spleen, such as an invasion of the red pulp with the marginal zone, which may affect the proper immunological response. Labeling of different immune cells demonstrated a decrease in the dendritic cells present in the PC1/3 KO mouse spleen. An interesting phenotype that was observed in the PC1/3 KO mice is their sensitivity to an LPS-induced septic shock, which was evident by an exaggerated secretion of pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-1[bêta] et TNF-[alpha]). Furthermore, the present study identifies the macrophages as major contributors to the unbalanced secretion observed in the PC1/3 KO mice since we report an increase in cytokine secretion in isolated peritoneal macrophages. We also demonstrate a link with the adaptive immune system. A massive secretion of IFN-[gamma] was measured in the PC1/3 KO mouse plasma, supporting the notion that the Th1 pro-inflammatory pathway is predominant in these mice following an LPS challenge. Taking into account these results, the study presented identifies a novel and unconventional role of PC1/3 in the regulation of the innate immune system.

Das PCSK1-Gen kodiert für die Prohormonkonvertase 1/3 (PC1/3), einem Enzym, welches eine wichtige Rolle bei der Aktivierung von Prohormonen in ihre aktive Form spielt. Unter den Substraten der PC1/3 befinden sich Proinsulin, Proglukagon, Pro-POMC und andere Schlüsselmetabolite des Energiestoffwechsels. In genomweiten Assoziationsstudien wurde eine Korrelation zwischen Varianten in PCSK1 und Übergewicht gefunden. In Einzelfällen führte eine genetische bedingte PC1/3-Defizienz zu einem multiendokrinologischen Krankheitsbild mit schwerer Adipositas. Für einige der Varianten in PCSK1 wurde eine Retention im endoplasmatischen Retikulum (ER) gefunden. Retention im ER, ausgelöst durch fehlgefaltete Proteine, verursacht ER-Stress, welcher ggf. zu Apoptose führen kann. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob 5 ausgewählte PCSK1-Varianten die Enzymreifung/-sekretion beeinträchtigen, ob ER-Stress induziert wird und letztlich, ob Apoptose induziert wird. Es fand sich für 2 Varianten eine Retention im ER und eine Induktion von ER-Stress. Apoptose wurde durch keine der untersuchten Varianten induziert.:Abkürzungsverzeichnis 1. Einführung und Hintergrund 1.1 Prohormonkonvertase 1/3 1.1.1. Entstehung und Reifung der Prohormonkonvertase 1/3 1.1.2. Substrate der Prohormonkonvertase 1/3 1.1.3. Prohormonkonvertase 1/3-Defizienz und Krankheitsbilder 1.1.4. Die untersuchten PCSK1-Varianten 1.2. Stress im endoplasmatischen Retikulum und Unfolded protein response 1.3. Ableitung der Rationalen 2. Publikation 3. Zusammenfassung Literaturverzeichnis A. Anhang A.1. Supplemental Information A.2. Methoden A.3. Darstellung des eigenen wissenschaftlichen Beitrags A.4. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit A.5. Lebenslauf A.6. Liste der Veröffentlichungen A.7. Danksagung

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