After myocardial infarction the innate immune response is pivotal in clearing of tissue debris as well as scar formation, but exaggerated cytokine and chemokine secretion with subsequent leukocyte infiltration also leads to further tissue damage. Here, we address the value of targeting a previously unknown a disintegrin and metalloprotease 10 (ADAM10)/CX3CL1 axis in the regulation of neutrophil recruitment early after MI. We show that myocardial ADAM10 is distinctly upregulated in myocardial biopsies from patients with ischemia-driven cardiomyopathy. Intriguingly, upon MI in mice, pharmacological ADAM10 inhibition as well as genetic cardiomycyte-specific ADAM10 deletion improves survival with markedly enhanced heart function and reduced scar size. Mechanistically, abolished ADAM10-mediated CX3CL1 ectodomain shedding leads to diminished IL-1β-dependent inflammation, reduced neutrophil bone marrow egress as well as myocardial tissue infiltration. Thus, our data shows a conceptual insight into how acute MI induces chemotactic signaling via ectodomain shedding in cardiomyocytes.

Körperliche Gesundheit und maximale Leistungsfähigkeit gelten im Spitzensport als oberste Priorität. So können akute Schmerzen im Mund-, Kiefer-, Gesichtsbereich sowie funktionelle Beschwerdebilder zu Ausfällen, mangelnder Regeneration und Leistungseinbußen führen. Obwohl eine entsprechende Beachtung im Profisport von zahlreichen internationalen Organisationen wie FDI, IOC und UEFA gefordert wird, belegen Studien, dass Leistungssportler unterschiedlichste Defizite des Mungesundheitszustandes aufweisen. Insgesamt gibt es nur wenig verfügbare Daten, daher war es ein Ziel der Dissertation zu Grunde liegenden Studie, klinische Daten zu oralen Entzündungen, Karieserfahrung, craniomandibulären Dysfunktioen sowie Erosionen (orofaszialer Gesundheitsstatus) von jungen Spitzensportlern in Deutschland zu erheben und diese im Vergleich zu einer Kontrollgruppe einzuordnen. Ein weiterer Fokus lag auf der Erfassung des Mundgesundheitsverhaltens dieser speziellen Kohorte um eine Einschätzung der Bedeutung diese Faktor auf den vorliegenden Mundgesundheitszustand zu ermöglichen.:1. Einführung in das Thema 1.1. Einleitung 1.2. Mundgesundheitszustand bei Sportlern 1.3. Auswirkungen der Mundgesundheit auf die sportliche Performance 1.3.1. Allgemeines 1.3.2. Einschränkungen durch akute Beschwerden 1.3.3. Systemischer Einfluss 1.4. Auswirkungen des Leistungssports auf die Mundgesundheit 1.4.1. Allgemeines 1.4.2. Verändertes Mundgesundheitsverhalten 1.4.3. Vermehrte Mundtrockenheit 1.4.4. Spezielle Ernährungsgewohnheiten 1.4.5. Systemischer Einfluss 1.5. Fragestellung der vorliegenden Studie 2. Publikationsmanuskript 3. Zusammenfassung der Arbeit 4. Literatur 5. Wissenschaftliche Präsentation 6. Darstellung des eigenen Beitrages 7. Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 8. Lebenslauf 9. Danksagung

Es wird vermutet, dass das Zusammenspiel von NF-κB-Signalen und Autophagie die Entzündung in verschiedenen zellulären Kontexten und als Reaktion auf unterschiedliche Stimuli reguliert. Der molekulare Mechanismus, durch den diese beiden Signalwege bei der Regulierung der Entzündungsreaktion zusammenwirken, ist jedoch noch nicht bekannt. Mithilfe biochemischer Analysen und bildgebender Verfahren haben wir zum ersten Mal die Interaktion zwischen dem autophagischen Marker LC3 und der NF-κB/p65-Untereinheit als Reaktion auf verschiedene Stressbedingungen charakterisiert. Wir konnten zeigen, dass die Anhäufung von LC3 im Zellkern nach der NF-κB-Aktivierung mit p65 interagiert, was durch die Ubiquitinierung des p65-Proteins gefördert und durch den Cargo-Rezeptor p62 erkannt wird. Zusammengenommen weisen diese Daten auf eine neue Rolle von p62 beim Transport von im Kern ubiquitiniertem p65 zu Autophagosomen hin, wo es abgebaut wird, um die entzündungsbedingte NF-κB-Hyperaktivierung zu kontrollieren. Diese Erkenntnisse sind wichtig für die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien gegen Krankheiten, die mit einer gestörten Autophagie und einer konstitutiven NF-κB-Aktivität einhergehen. Die NF-κB-Signalübertragung spielt nicht nur eine entscheidende Rolle bei Entzündungen und der Tumorbildung, sondern ist auch für Entwicklungsprozesse wichtig. Durch die Etablierung von 3D-Organoid-Kulturen aus dem Dünndarm und unter Verwendung verschiedener Mauslinien weisen wir im zweiten Teil der Arbeit nach, dass NF-κB eine wichtige Funktion bei der Zelldifferenzierung und der Erhaltung von Stammzellen in vivo und ex-vivo spielt. Wir konnten zeigen, dass die Proliferation und das Absterben von Darmepithelzellen (IEC) bei Mäusen mit ubiquitärer Unterdrückung der NF-κB-Aktivität unverändert sind, während die Zahl der Becherzellen auf Kosten der Paneth-Zellen zunimmt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass unsere Ergebnisse eine neue IEC-immanente Rolle von NF-κB bei Entscheidungen über das Zellschicksal und die Differenzierung aufzeigen, die über die Regulierung der Wnt-Signale und der Sox9-Expression stromabwärts von NF-κB erfolgt. Die hier beschriebenen Erkenntnisse verbessern unser Verständnis der NF-κB-Funktionen in der Stammzellbiologie, die, wenn sie dereguliert sind, auch Auswirkungen auf die Entzündung des Darms und die Tumorentstehung haben. / The interplay between NF-κB signaling and autophagy has been suggested to regulate inflammation in different cellular contexts and in response to different stimuli. However, the molecular mechanism by which these two pathways interact to regulate the inflammatory response remains elusive. By using biochemical analysis and imaging techniques, we characterized for the first time the interaction of autophagic marker LC3 and NF-κB/p65 subunit in response to different stress conditions. We demonstrated that the accumulation of LC3 within the nucleus interacts with p65 following NF-κB activation, which is promoted by ubiquitination of p65 protein and recognized by the cargo receptor p62. Together, these data identify a novel role for p62 in trafficking nuclear-ubiquitinated p65 to autophagosomes for degradation to control inflammation-driven NF-κB hyperactivation. These findings are important for developing novel therapeutic strategies against diseases involving defective autophagy and constitutive NF-κB activity. In addition to its critical role in inflammation and tumor formation, NF-κB signaling is essential in developmental processes. Establishing 3D organoid culture from the small intestine and using different mouse lines, we prove in the second part of the thesis that NF-kB plays an important function in cell differentiation and stem cell maintenance in vivo and in ex-vivo. We demonstrated that while intestinal epithelial cell (IEC) proliferation and death are unaltered in mice with ubiquitous suppression of NF-κB activity, goblet cell numbers increase at the expense of Paneth cells. In summary, our results revealed a novel IEC-intrinsic role of NF-κB in cell fate decisions and differentiation which occur via regulation of Wnt signaling and Sox9 expression downstream of NF-κB. The findings described here improve our understanding of NF-κB functions in stem cell biology which, when deregulated, also have an impact on intestinal inflammation and tumorigenesis.

Ischemic retinopathies (IR) are vision-threatening diseases that affect a substantial amount of people across all age groups worldwide. The current treatment options of photocoagulation and anti-VEGF therapy have side effects and are occasionally unable to prevent disease progression. It is therefore worthwhile to consider other molecular targets for the development of novel treatment strategies that could be safer and more efficient. During the manifestation of IR, the retina, normally an immune privileged tissue, encounters enhanced levels of cellular stress and inflammation that attract mononuclear phagocytes (MPs) from the blood stream and activate resident MPs (microglia). Activated MPs have a multitude of effects within the retinal tissue and have the potential to both counter and exacerbate the harmful tissue microenvironment. The present review discusses the current knowledge about the role of inflammation and activated retinal MPs in the major IRs: retinopathy of prematurity and diabetic retinopathy. We focus particularly on MPs and their secreted factors and cell–cell-based interactions between MPs and endothelial cells. We conclude that activated MPs play a major role in the manifestation and progression of IRs and could therefore become a promising new target for novel pharmacological intervention strategies in these diseases.

Einleitung: Bei Fohlen ist bisher wenig bekannt über die Eisenparameter im Blut. Das Spurenelement Eisen ist für Säugetiere essenziell, seine Hauptaufgabe ist der Sauerstofftransport. Adulte Pferde nehmen das benötigte Eisen mit dem Raufutter auf, welches in der Regel ausreichend hohe Eisengehalte aufweist. Das Hauptmolekül zur Eisenspeicherung ist Gewebe-Ferritin. Das im Serum vorkommende Serum-Ferritin spiegelt die Gesamteisenmenge des Körpers wider. Im Rahmen einer systemischen Entzündung sinkt der Serum-Eisenspiegel, da Eisen ins Gewebe umverteilt wird und in das Gebiet der Entzündung abwandert. Für die Parameter des Eisenstoffwechsels gibt es keine Referenzwerte für Fohlen, für adulte Pferde gibt es lediglich einen Referenzbereich für Serum-Eisen von 1,00-3,61 mg/l. Es gibt keine Studien, bei denen die Eisenparameter von Fohlen im Alter von ein bis sechs Monaten bestimmt wurden. Ziel der Studie: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Parameter des Eisenstoffwechsels im Serum bei akuter systemischer Entzündung bei ein bis sechs Monate alten Fohlen zu untersuchen. Außerdem sollte überprüft werden, inwiefern diese Veränderung des Eisenstoffwechsels zu einem Abfall der Serum-Eisenwerte führt. Tiere, Material und Methoden: In dieser prospektiven Studie wurden EDTA-Vollblut- und Serumproben von 66 gesunden Fohlen und 84 Fohlen mit einer akuten systemischen Entzündung in Form einer abszedierenden Bronchopneumonie genommen. Die Fohlen waren im Median 109 Tage alt. Die Diagnose 'Bronchopneumonie' wurde mittels Ultraschalldiagnostik gestellt, die Fohlen hatten am Tag der Probennahme einen sonografisch ermittelten Abszesscore von über 15 cm sowie eine rektal gemessene Körperinnentemperatur über 39,0 °C. Die gesunden Fohlen wiesen eine unauffällige klinische Allgemeinuntersuchung sowie Lungenultraschalluntersuchung am Tag der Probennahme sowie in der vorherigen und darauffolgenden Woche auf. Im Labor wurde der Serum-Amyloid-A-Gehalt bestimmt. Die gesunden Pferde wiesen SAA-Werte innerhalb des Referenzbereiches auf, bei den kranken Pferden bestätigte ein Wert > 7µg/ml die Diagnose einer akuten systemischen Entzündung. Aus der EDTA-Vollblutprobe wurde innerhalb von einer Stunde mittels Durchflusszytometrie die Blutleukozytenzahl bestimmt. Die Analyse der Serumproben erfolgte im Labor LABOKLIN mit dem Analysesystem Cobas 8000 von Roche. Die statistische Auswertung der Daten erfolgte mit dem Statistikprogramm SPSS (IBM Statistics 27). Die Daten der Gesamtpopulation (n = 150) waren nicht normalverteilt. Es wurde ein Mann-Whitney-U-Test als nicht parametrischer Test für zwei unabhängige Stichproben durchgeführt, um signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen zu ermitteln. Das Signifikanzniveau wurde auf p < 0,05 festgelegt. Ergebnisse: Bei der Auswertung der Probanden ergab sich für die gesunden Fohlen ein medianer SAA-Wert von 3,50 µg/ml, der der kranken Fohlen liegt mit 541 µg/ml hochsignifikant darüber. Die Bestimmung des Serum-Ferritin-Wertes ergab für die Gruppe der gesunden Fohlen einen Median von 3,80 µg/l (IQR 2,00-4,40 µg/l), der Median für die Gruppe der kranken Fohlen ist mit 4,60 µg/l (IQR 2,48-6,40 µg/l) signifikant (p = 0,003) höher. Die Serum-Eisenwerte der gesunden Fohlen lagen innerhalb des laborinternen Referenzbereichs für adulte Pferde (Median 1,57 mg/l; IQR 1,21-1,79 mg/l), auch die weiteren Bluteisenwerte entsprachen denen adulter Pferde. Die kranken Fohlen zeigten signifikant niedrigere Serum-Eisenwerte (Median 0,550 mg/l; IQR 0,368-0,778 mg/l), signifikant höhere Ferritin- und UIBC-Werte sowie eine signifikant geringere Eisensättigung. Die Auswertung der Leberenzymaktivitäten aus dem Serum ergab für die kranken Fohlen bei allen gemessenen Parametern im Durchschnitt niedrigere Werte als für die gesunden Fohlen. Bei dem Spurenelement Kupfer liegt der Median der gesunden Fohlen mit 18,8 µmol/l (IQR 16,4-20,1 µmol/l) im oberen Bereich der Referenzwerte von 7,9-21 µmol/l, der Median der kranken Fohlen liegt mit 25,7 µmol/l (IQR 23,1-29,0 µmol/l) signifikant über den Werten der gesunden Fohlen (p < 0,001). Schlussfolgerung: Durch eine akute systemische Entzündung kommt es zu einem Abfall des Serum-Eisens durch Umverteilung ins Gewebe und Abwanderung ins Entzündungsgebiet. Da es jedoch sowohl in der Literatur als auch in den Ergebnissen dieser Studie keine Hinweise auf einen absoluten Eisenmangel beim Fohlen gibt, sollte von einer Eisensupplementation in jedem Fall abgesehen werden.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Vorkommen und chemische Eigenschaften von Eisen 2 2.2 Eisenmetabolismus 2 2.2.1 Absorption 2 2.2.2 Transport 3 2.2.3 Speicherung, Mobilisierung 4 2.2.4 Exkretion, Verlust 5 2.3 Physiologische Funktionen 6 2.4 Feststellung des Eisenstatus 7 2.5 Eisenbedarf des Pferdes 9 2.6 Eisengehalt von Futtermitteln 10 2.7 Eisenmangel 11 2.8 Supplementation von Eisen 12 2.9 Eisenüberschuss, Toxizität 12 2.10 Bakterieller Eisenstoffwechsel 13 2.11 Entzündung 14 2.11.1 Abszedierende Bronchopneumonie 15 2.12 Eisenstoffwechsel bei systemischer Entzündung 16 2.12.1 Ferritin als Akute-Phase-Protein 17 2.12.2 Serum-Eisen als Entzündungsmarker 17 3 Publikation 19 3.1 Vergleich des Eisenstatus im Serum von gesunden Fohlen und Fohlen mit Bronchopneumonie 19 4 Diskussion 30 5 Zusammenfassung 34 6 Summary 36 7 Literaturverzeichnis 38 Danksagung 47 / Introduction: Little is known about iron parameters in the blood of foals. The trace element iron is essential for mammals, its main task is the transport of oxygen. Horses take up the required iron with roughage, which has sufficiently high iron contents. The main molecule for iron storage is tissue ferritin. The serum ferritin found in the serum reflects the total amount of iron in the body. In the context of systemic inflammation, serum iron levels decrease as iron is redistributed to the tissues and migrates to the area of inflammation. There are no reference values for the parameters of iron metabolism for foals, for adult horses there is only a reference range for serum iron from 1.00-3.61 mg/L. There are no studies in which the iron parameters of foals were determined at the age of one to six months. Aim of the study: The aim of the present work was to investigate the parameters of serum iron metabolism in acute systemic inflammation in one- to six-month-old foals. In addition, it was to be determined to what extent this change in iron metabolism leads to a drop in serum iron levels. Animals, material, and methods: In this prospective study, EDTA whole blood and serum samples were collected from 66 healthy foals and 84 foals with acute systemic inflammation in the form of abscessed bronchopneumonia. The median age of the foals was 109 days. The diagnosis 'bronchopneumonia' was made by ultrasound diagnosis, the foals had a sonographically determined abscess score of more than 15cm as well as a rectally measured internal body temperature of more than 39.0 °C on the day of sampling. The healthy foals had an unremarkable clinical general examination and lung ultrasound on the day of sampling and in the previous and following week. In the laboratory, the serum amyloid A content was determined, a value > 7µg/mL confirmed the diagnosis of acute systemic inflammation. From the EDTA whole blood sample, the blood leucocyte count was determined within one hour by flow cytometry. The serum samples were analyzed in the LABOKLIN laboratory using the analyzer Cobas 8000 from Roche. Statistical analysis of the data was performed with SPSS (IBM Statistics 27). The data of the total population (n = 150) were not normally distributed. A Mann-Whitney U test was performed as a non-parametric test for two independent samples to determine significant differences between the groups. The significance level was set at p < 0.05. Results: The evaluation of the blood samples showed a median SAA level of 3.50 µg/mL for the healthy foals, the median of 541 µg/mL for the sick foals was significantly higher than in healthy foals. The determination of serum ferritin showed a median of 3.80 µg/l (IQR 2.00-4.40 µg/l) for the group of healthy foals, the median for the group of sick foals was significantly (p = 0.003) higher at 4.60 µg/l (IQR 2.48-6.40 µg/l). The serum iron values of the healthy foals were within the laboratory reference range for adult horses (median 1.57 mg/l; IQR 1.21-1.79 mg/l). The other blood iron values also corresponded to those of adult horses. The sick foals showed significantly lower serum iron levels (median 0.550 mg/l; IQR 0.368-0.778 mg/l), significantly higher ferritin and UIBC levels and significantly lower iron saturation. The evaluation of liver enzyme activities from the serum showed lower values on average for the sick foals than for the healthy foals for all measured parameters. For the trace element copper, the median of the healthy foals with 18.8 µmol/l (IQR 16.4-20.1µmol/l) is in the upper range of the reference values of 7.9-21µmol/l, the median of the sick foals with 25.7 µmol/l (IQR 23.1-29.0 µmol/l) is significantly higher than the values of the healthy foals (p < 0.001). Conclusion Acute systemic inflammation causes a drop in serum iron due to redistribution into the tissues and migration into the area of inflammation. However, since there is no evidence of an absolute iron deficiency in foals, either in the literature or in the results of this study, iron supplementation should be avoided in any case.:1 Einleitung 1 2 Literaturübersicht 2 2.1 Vorkommen und chemische Eigenschaften von Eisen 2 2.2 Eisenmetabolismus 2 2.2.1 Absorption 2 2.2.2 Transport 3 2.2.3 Speicherung, Mobilisierung 4 2.2.4 Exkretion, Verlust 5 2.3 Physiologische Funktionen 6 2.4 Feststellung des Eisenstatus 7 2.5 Eisenbedarf des Pferdes 9 2.6 Eisengehalt von Futtermitteln 10 2.7 Eisenmangel 11 2.8 Supplementation von Eisen 12 2.9 Eisenüberschuss, Toxizität 12 2.10 Bakterieller Eisenstoffwechsel 13 2.11 Entzündung 14 2.11.1 Abszedierende Bronchopneumonie 15 2.12 Eisenstoffwechsel bei systemischer Entzündung 16 2.12.1 Ferritin als Akute-Phase-Protein 17 2.12.2 Serum-Eisen als Entzündungsmarker 17 3 Publikation 19 3.1 Vergleich des Eisenstatus im Serum von gesunden Fohlen und Fohlen mit Bronchopneumonie 19 4 Diskussion 30 5 Zusammenfassung 34 6 Summary 36 7 Literaturverzeichnis 38 Danksagung 47

Background: Horses are much predisposed and susceptible to excessive and acute inflammatory responses that cause the recruitment and stimulation of polymorphnuclear granulocytes (PMN) together with peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and the release of cytokines. The aim of the study is to develop easy, quick, cheap and reproducible methods for measuring tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin-1 receptor antagonist (IL-1Ra) in the equine whole blood cultures ex-vivo time- and concentration dependently. Results: Horse whole blood diluted to 10, 20 and 50 % was stimulated with lipopolysaccharide (LPS), PCPwL (a combination of phytohemagglutinin E, concanavalin A and pokeweed mitogen) or equine recombinant TNF-α (erTNF-α). TNF-α and IL-1Ra were analyzed in culture supernatants, which were collected at different time points using specific enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA). Both cytokines could be detected optimal in stimulated 20 % whole blood cultures. TNF-α and IL-1Ra releases were time-dependent but the kinetic was different between them. PCPwL-induced TNF-α and IL-1Ra release was enhanced continuously over 24–48 h, respectively. Similarly, LPS-stimulated TNF-α was at maximum at time points between 8–12 h and started to decrease thereafter, whereas IL-1Ra peaked later between 12–24 h and rather continued to accumulate over 48 h. The equine recombinant TNF-α could induce also the IL-1Ra release. Conclusions: Our results demonstrate that similar to PCPwL, LPS stimulated TNF-α and IL-1Ra production time-dependently in whole blood cultures, suggesting the suitability of whole blood cultures to assess the release of a variety of cytokines in health and diseases of horse.

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T-Helfer-9-(Th9-)Zellen produzieren große Mengen Interleukin-(IL-)9 und lösen bei Wurm- und Tumorerkrankungen protektive Immunantworten aus. Sie sind aber auch maßgeblich an der Pathogenese chronisch entzündlicher Darmerkrankungen beteiligt. Im Widerspruch zu diesen entzündungsauslösenden Eigenschaften steht ihre Rolle bei der Erzeugung von Toleranz gegenüber allogenen Transplantaten. Diese gegensätzlichen inflammatorischen Eigenschaften deuten eine bisher nicht untersuchte funktionelle Heterogenität an. In vitro-differenzierte allo-reaktive Th9-Zellen zeigten sich in ihrer Gesamtheit pro-inflammatorisch. Dies äußerte sich nach Transfer in recombination activating gene-defiziente (Rag-/-) Mäuse durch einen akut einsetzenden Gewichtsverlust mit intestinaler Entzündung und durch die Abstoßung allogener Hauttransplantate. Mittels Einzelzell-Genexpressionsanalyse wurden zwei Th9-Subpopulationen identifiziert, die sich vor allem in ihrer CD96-Expression unterschieden (CD96low versus CD96high Th9-Zellen). Die differenzielle Expression von CD96 spiegelte sich auch im inflammatorischen Potenzial der Zellen wider. Während der Transfer von CD96low Th9-Zellen in Rag-/- Mäuse einen Gewichtsverlust mit Darmentzündung sowie die Transplantatzerstörung verursachte, zeigten CD96high-rekonstituierte Tiere kaum Entzündungsanzeichen im Transplantat bzw. im Darm. Dementsprechend verloren sie auch kein Gewicht. Es zeigte sich, dass CD96low Th9-Zellen ein höheres Potenzial zur Produktion von IL-4 und IL-9 sowie zur Expansion besaßen als CD96high Th9-Zellen. Eine Blockade von CD96 in vivo stellte die inflammatorischen Eigenschaften von CD96high Th9-Zellen wieder her, wodurch die funktionelle Relevanz der CD96-Expression unterstrichen wurde. Diese Daten belegen, dass es sich bei Th9-Zellen um eine funktionell heterogene Zellpopulation handelt. Weiterhin zeigen sie, dass CD96 – ein Molekül mit bislang unklarer Funktion in CD4+ T-Zellen – die Aktivität von Th9-Zellen negativ beeinflusst. / T helper 9 (Th9) cells are potent producers of interleukin(IL-)9 driving host immunity against worm infections and tumors. Furthermore, they are predominantly involved in the pathogenesis of chronic inflammatory bowel diseases. However, they also induce tolerance in allogeneic transplantation, which contrasts with their pro-inflammatory properties. These observations indicate a functional heterogeneity of Th9 cells not examined so far. Total in vitro differentiated allo-reactive Th9 cells injected into recombination activating gene-deficient (Rag-/-) mice caused weight loss, intestinal inflammation and rejection of allogenic skin grafts which proofed their inflammatory character. However, using single cell profiling, two subsets of Th9 cells mainly differing in their CD96 expression were identified (CD96low versus CD96high Th9 cells). Transfer of CD96low Th9 cells into Rag-/- mice induced severe weight loss, intestinal inflammation and graft destruction. In contrast, transfer of CD96high Th9 cells did cause neither weight loss nor resulted in graft rejection. Transcriptional profiling revealed a higher IL-9 and IL-4 expression potential as well as an increased expansion capacity in CD96low Th9 cells compared to CD96high Th9 cells. Blockade of CD96 in vivo restored the inflammatory properties of CD96high Th9 cells demonstrating, that expression of CD96 controls effector functions in Th9 cells. Thus, Th9 cells are heterogeneous in function. Moreover, this study suggests an inhibitory role for the co-signaling receptor CD96 – a molecule with so far unknown function in CD4+ T cells – in Th9 cells.

5-Oxo-ETE ist ein chemotaktischer Faktor für Granulozyten, der von der NADP+-abhängigen Dehydrogenase 5h-dh aus dem 5-Lipoxygenaseprodukt 5-HETE gebildet wird. Ziel dieser dreiteiligen Studie war es, die der 5-oxo-ETE-Produktion zugrunde liegenden Regulationsmechanismen aufzuklären. I. Einfluß von myeloider Zelldifferenzierung auf die Expression von 5h-dh in HL-60 und U-937 Zellen. Undifferenzierte HL-60 und U-937 Zellen produzieren vergleichbare Mengen von 5-oxo-ETE wie Monozyten oder Granulozyten. Differenzierung von U-937 Zellen mit PMA verdreifacht die Enzymaktivtät von 5h-dh, während die Behandlung von HL-60 Zellen mit dh-VitD3 diese verdoppelte. Der Einfluß von PMA auf 5h-dh wurde darüber hinaus in Mikrosomen von U-937 Zellen untersucht. Die Behandlung PMA verdreifachte Vmax, liess aber KM unbeeinflußt. II. Regulation der 5-oxo-ETE-Produktion durch oxidativen Stress und Glukose. Da der GSH-Redoxzyklus die Produktion von NADP+ zur Folge hat, stimulierten die Hydroperoxide H2O2 und tBOOH die Synthese von 5-oxo-ETE in U-937 Zellen. Aufgrund seiner Verarbeitung durch den Pentosephosphat Zyklus, der NAD+ in NADPH umwandelt, inhibierte Glucose diesen Effekt von H2O2. Die Synthese von 5-oxo-ETE wurde durch H2O2 auch in humanem Monozyten, Lymphocyten und Thrombozyten, aber nicht in Neutrophilen angeregt. Im Gegensatz zu Monozyten zeigten sich Thrombozyten und Lymphozyten allerdings glukose-resistent. T-BOOH ehöhte auch die Produktion von 5-oxo-ETE nach Zugabe von Ionophore und Arachidonsäure zu mononukleären Blutzellen. III. 5h-dh-Expression in human Strukturzellen. Zunächst rasterten wir mehrere sekundäre Epithelzelllinien und fanden 5h-dh in allen Zellen. Drei Indizien lassen vermuten, daß die epithele 5h-dh der myeloiden entspricht: (i) die enzymatische Aktivtät liegt vor allem in der mikrosomalen Fraktion vor, (ii) bei dem Kofaktor handelt es sich um NADP+ und nicht um NAD+, und (iii) 5S-HETE ist das bevorzugte Substrat. Weitere Studien zeigten, daß auch primäre humane Aorta-Endothelzellen 5h-dh expremieren. Vergleichbar zu Entzündungszellen wird die Produktion von 5-oxo-ETE auch in Endothel- und in Epithelzellen durch oxidativen Stress angeregt. / 5-Oxo-ETE is a highly potent granulocyte chemoattractant that is formed by the NADP+-dependent dehydrogenase 5h-dh by oxidation of the 5-lipoxygenase product 5-HETE. The objective of this study was to investigate underlying regulatory mechanisms of 5-oxo-ETE production in human cells. This matter was addressed from three directions. I. Expression of 5h-dh in HL-60 and U-937 cells and its activity changes during myeloid cell differentiation. Undifferentiated U-937 and HL-60 cells produce similar amounts of 5-oxo-ETE compared to monocytes or neutrophils. Differentiation of U-937 cells with PMA resulted in a 3-fold increase in 5-oxo-ETE production. Similarly, incubation of HL-60 cells with dh-VitD3 induced a 2-fold increase in 5-oxo-ETE production. The impact of PMA on 5h-dh was also investigated in the microsomal fraction of U-937 cells and compared to neutrophil microsomes. PMA treatment leads to a increase of Vmax but does not affect KM. II. Regulation of 5-oxo-ETE by oxidative stress and glucose levels. We found that H2O2 and t-butyl hydroperoxide strongly stimulate 5-oxo-ETE formation by U-937 cells through the GSH redox cycle by providing NADP+. Glucose inhibited the response to H2O2 through its metabolism by the pentose phosphate pathway, which converts NADP+ back to NADPH. 5-Oxo-ETE synthesis was also strongly stimulated by hydroperoxides in blood monocytes, lymphocytes, and platelets, but not neutrophils. Unlike monocytic cells, lymphocytes and platelets were resistant to the inhibitory effects of glucose. 5-Oxo-ETE synthesis following incubation of peripheral blood mononuclear cells with arachidonic acid and calcium ionophore was also strongly enhanced by t-BOOH. III. Expression of 5h-dh in human structural cells. We screened several secondary epithelial cell lines and detected 5h-dh in all cell lines. Epithelial 5h-dh and the inflammatory cell 5h-dh are identical: (i) the enzymatic activity is localized in microsomes, (ii) the cofactor is NADP+, and (iii) 5S-HETE is the preferred substrate. We also found that primary human aortic endothelial cells express 5h-dh. 5-oxo-ETE production by both endothelial and epithelial cells is regulated by oxidative stress in a manner similar to inflammatory cells.

Die Schädigung des Organs durch Ischämie-Reperfusion (IR) im Rahmen der kadaverischen Organtransplantation hat bedeutenden Anteil an der Pathogenese verzögert einsetzender Organfunktion und Auswirkungen auf das Langzeitüberleben des Transplantats. In der vorliegenden Studie sollte der Einfluss unspezifischer Schädigung durch IR verglichen mit spezifischen Alloantigen-abhängigen Mechanismen während der Frühphase nach der Transplantation sowie die Auswirkungen prolongierter Aufbewahrung auf Schädigung und Immunogenität des Organs ermittelt werden. Nach vorausgegangener vierstündiger kalter Ischämiezeit wurden Organe aus syngen (Lew/Lew) und allogen (F344/Lew) transplantierten Ratten an 8 aufeinander folgenden Zeitpunkten innerhalb der ersten 10 Tage zu funktionellen, immunhistochemischen und morphologischen Veränderungen untersucht. In weiteren Gruppen wurden syngen transplantierte Organe 24 Stunden nach der Transplantation untersucht, die zuvor ansteigenden kalten Ischämiezeiten zwischen 2 und 48 Stunden ausgesetzt wurden. Im zeitlichen Verlauf zeigten sich bis 7 Tage nach der Transplantation keine wesentlichen Unterschiede zu Nierenfunktion, Morphologie, Zellinfiltration und Expression von Adhesionsmolekülen zwischen allogenen und isogenen Gruppen. Die zunächst eintretende Verschlechterung der Nierenfunktion war begleitet von einem Einstrom neutrophiler und monozytärer Zellen und morphologischen Veränderungen im Sinne von akuter Tubulusnekrose (ATN). Unter zunehmender Infiltration von Monozyten/Makrophagen kam es funktionell und morphologisch zur Regeneration. Neutrophile traten vornehmlich über Interaktion von ICAM-1/LFA-1 und Monozyten/Makrophagen über VCAM-1/VLA-4 aus dem Gefäßsystem aus. Gabe von Cyclosporin A führte zu signifikanter Reduktion ED-1-positiver Makrophagen nach 10 Tagen, ohne jedoch den Anteil des aktivierten Makrophagensubtyps ED-2 zu beeinflussen. Ansteigende kalte Aufbewahrung des Organs führte zu größerer vaskulärer Schädigung, die sich durch abnehmende Intensität und lückenhaftere Verteilung von PECAM-1 auf dem Endothel äußerte. Die Zunahme der Intensität von Tissue Factor auf Endothel und infiltrierenden Leukozyten deutete neben gesteigerter Thrombogenese auf alternative Adhäsionsmechanismen hin. Diese Ergebnisse zeigen, dass innerhalb der ersten 10 Tage nach der Transplantation wichtige Phasen der Gewebeschädigung und Regeneration ausgelöst durch die Schädigung nach IR und weitestgehend ohne Beteiligung Alloantigen-abhängiger Faktoren ablaufen. Eine bedeutende Rolle als Mediatoren während dieser Phasen kommt dabei den Monozyten/Makrophagen zu. / Organ damage due to long cold preservation is associated with delayed graft function and has important effects on graft survival. Aim of this study was to determine the impact of ischemia-reperfusion (IR) injury compared to antigen-specific mechanisms and the effect of prolonged cold ischemia on intragraft injury and antigenicity during the early phase post transplantation. Rat renal grafts were four-hours cold-preserved, transplanted to syngeneic (Lew/Lew) or allogeneic recipients (F344/Lew) and harvested at 8 different time points after transplantation for further investigation of functional, immunhistochemical and histologic changes. In five additional syngen groups organs were cold preserved from 2 hours to 48 hours and harvested after 24 hours post transplantation. No significant differences in renal function, morphologic changes, cellular infiltration and expression of adhesion molecules occurred between syngeneic and allogeneic groups within the first 7 days. Initial functional impairment was accompanied by the influx of neutrophils and monocytes/macrophages together with morphologic changes reflecting acute tubular necrosis (ATN). Increasing infiltration of monocytes/macrophages paralleled functional and morphologic regeneration. Extravasation of neutrophils was mediated mainly by interaction of ICAM-1/LFA-1 and infiltration of monocytes/macrophages by VCAM-1/VLA-4. Treatment with the standard dose of Cyclosporin A (CsA) lead to a significant decrease of ED1-positive macrophage infiltration 10 days post NTx but the portion of ED2-positive macrophage subtype was not affected. Prolonged cold organ preservation lead to more severe vascular damage indicated by decreased color intensity and continuity of PECAM-1 staining on endothelial cells. Higher staining intensity for Tissue Factor (TF) on endothelium and infiltrating leukocytes implicated enhanced intragraft procoagulant capacity and alternative adhesion mechanisms. These results show that within the first 10 days post transplantation phases of tissue injury and repair after ischemia-reperfusion are largely independent of the immunologic background and monocytes/macrophages play an important role as mediators during these processes.