L’apoptose est un processus dont l’importance physiologique et pathophysiologique est de mieux en mieux appréciée. Si plusieurs mécanismes expliquant son initiation et son exécution ont été décrits, les détails de sa régulation fine restent à être précisés. Par ces travaux, nous démontrons une interaction directe entre la protéine pro-apoptotique Siva1 et la queue C-terminale de plusieurs récepteurs couplés aux protéines G, incluant TP, IP, PAF, AT?R et CHRM3. Pour TP, nous prouvons que la stimulation du récepteur par le U46619 entraîne une translocation et une accumulation cytoplasmique de Sival, ainsi qu’une modulation de ses interactions avec Mdm2, XIAP et TRAF2, résultant en une induction de l’apoptose. Nous rapportons également que l’expression de Siva1 potentialise l’ubiquitinylation de TP en réponse à une stimulation et que cette ubiquitinylation n’affecte ni la dégradation, ni l’internalisation du récepteur. Nous démontrons par ailleurs que la stimulation de TP diminue l’expression totale d’i?B?, l’inhibiteur principal de la voie NF?B et que cet effet corrèle avec le niveau d’expression de Siva1. En démontrant l’existence d’un complexe entre TP et TRAF2 suite à une stimulation réceptorielle, nous proposons que la modulation NF?B par TP pourrait résulter d’une signalisation dépendant de l’ubiquitine et analogue à celle des TNFR. D’autre part, nous présentons une interaction entre Siva1 et l’arrestine et apportons des données suggérant que l’expression de Siva1 pourrait moduler l’activation des MAPK. Nous proposons finalement un modèle réconciliant les fonctions anti- et pro-apoptotiques de TP et dans lequel le phénotype final d’une stimulation dépendrait de l’expression relative de Siva1. Les corolaires de ce modèle pourraient possiblement bonifier la prise en charge d’incidents ischémiques comme l’infarctus du myocarde ou l’accident vasculaire cérébral, et améliorer le traitement du cancer par une diminution de la toxicité d’agents chimiothérapeutiques et l’amélioration de la sensibilité tumorale.[symboles non conformes]

Die vorliegende Arbeit zeigt eine Möglichkeit auf, die bisher meist erfolglose Chemotherapie des malignen Melanoms zu verbessern: Durch Inhibition des Transkriptionsfaktors NF-kB, der für die Regulation vieler tumorrelevanter Gene verantwortlich ist, konnten die Tumorzellen gegenüber der Wirkung von Zytostatika sensibilisiert werden. Zunächst wurden acht verschiedene Melanomzellen in Bezug auf ihre NF-kB-Aktivität und der Expression NF-kB-regulierter Proteine vergleichen. Es konnte gezeigt werden, dass die Mehrzahl der Melanomzellen über konstitutive Aktivität von NF-κB verfügt. Dabei bestand kein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Expression NF-kB-regulierter Proteine und der Aktivität dieses Transkriptionsfaktors im Kern, was komplexe Regulationsmechanismen bei der Transkription und Translation vermuten lässt. Anhand einer ausgewählten Melanomzelllinie konnte gezeigt werden, dass zwei verschiedene NF-kB-Inhibitoren, der Proteasom-Inhibitor Bortezomib und der neue IKK-Inhibitor KINK-1 die Aktivität von NF-kB deutlich hemmen. Beim Vergleich beider NF-kB-Inhibitoren ließen sich unerwartet verschiedene molekulare Wirkungsmechanismen nachweisen: Während Bortezomib konzentrationsabhängig eine sehr starke Induktion von NOXA, eine Induktion von p53 sowie eine Abnahme von Cyclin D1 bewirkte, zeigte KINK-1 seine Effekte vor allem in der Reduktion von Chemokinen wie IL-8 und MCP-1. Passend zur Veränderung der Expression zellzyklus-relevanter Proteine hatte Bortezomib einen stärkeren Effekt auf den Zellzyklus als KINK-1. Beide Inhibitoren wurden mit verschiedenen Zytostatika kombiniert und konnten einerseits die Apoptoseinduktion durch Zytostatika verstärken und andererseits die durch Zytostatika reduzierte Invasion weiter reduzieren. Allerdings zeigte sich bei der Untersuchung tumorrelevanter Chemokine, dass KINK-1 im Gegensatz zu Bortezomib synergistische Effekte mit Camptothecin und Doxorubicin aufweist. Trotz molekularer Unterschiede bewirkten beide NF-kB-Inhibitoren vergleichbare funktionelle Effekte auf zellulärer Ebene. Dies galt auch für ein präklinisches in-vivo-Modell, in dem die experimentelle Lungenmetastasierung von B16F10-Melanomzellen in Mäusen ermittelt wurde: Hier wurden die Mäuse mit Camptothecin, KINK-1 und Bortezomib allein im Vergleich zu den jeweiligen Kombinationen aus Zytostatikum und NF-kB-Inhibitor behandelt. Beide Kombinationen zeigten eine signifikante Reduktion des Lungengewichts im Vergleich zu Camptothecin allein. Diese Arbeit konnte also den Nutzen aus NF-kB-Inhibition in Kombination mit Zytostatika für die hier verwendeten Substanzen bekräftigen und dabei einige molekulare Unterschiede aufdecken. / Metastasized melanoma is almost resistant to chemotherapie. Constitutive or drug-induced upregulation of NF-kB is one reason for this chemoresistance. That's why inhibition of NF-kB may increase susceptibility to cytostatic drugs. Here, two different mechanisms of NF-kB-inhibition, proteasome inhibition by bortezomib and IkB kinase-beta (IKKbeta) inhibition by the kinase inhibitor of NF-kB-1 (KINK-1) are examined in their antitumoral efficacy and combined with camptothecin. When combined with camptothecin, either of the two NF-kB-inhibiting principles synergistically increased apoptosis and decreased invasion in vitro. In addition, when C57BL/6 mice were intravenously injected with B16F10 melanoma cells, the combination of camptothecin and either of the two compounds (bortezomib and KINK-1) significantly reduced pulmonary metastasis compared to either mono-treatment. However, molecular analysis revealed different mechanisms of the two NF-kB-inhibitors, resulting in the same functional effect. This study shows tow principles of NF-kB-inhibition that successfully augment susceptibility to cytostatic drugs in malignant melanoma.

Die Aktivierung von Transkriptionsfaktors NF-kB ist ein Charakteristikum viraler Infektionen, einschließlich der Infektion durch Influenza-A-Viren (Hiscott J. et al., 2001). Da die Expression vieler proinflammatorischer und antiviraler Zytokine, wie IFNb oder TNF-a durch NF-kB kontrolliert wird, hat sich ein Konzept entwickelt, welches besagt, dass NF-kB und sein übergeordneter Aktivator IKK wichtige Bestandteile der angeborenen, antiviralen Immunität im Kontext einer Infektion mit RNA-Viren sind (Chu WM. Et al., 1999). Im Gegensatz zu dieser weithin akzeptierten Ansicht, wurde in der hier vorliegenden Arbeit gezeigt, dass die Aktivierung von NF-kB für eine effiziente Influenzareplikation von großer Wichtigkeit ist. Auf einer molekularen Ebene wurde dies durch die NF-kB-abhängige virale Aktivierung des proapoptotischen Faktors TRAIL gezeigt, welcher die Virusvermehrung sowohl auto- als auch parakrin erhöht. Somit kann man sagen, dass NF-kB im Kontext einer Influenza-A-Virusinfektion sowohl proapoptotisch als auch proviral wirkt. Die Induktion der Apoptose ist ein weiteres, charakteristisches Merkmal, das man im Zusammenhang mit Virusinfektionen beobachten kann. Da die Rolle der Apoptose während einer Influenza-A-Virusinfektion noch unklar war, wurde diese Frage adressiert. Dabei wurde versucht mit einem wichtigen, virus-induzierten Apoptose-Effektor, nämlich Kaspase-3 zu interferieren. Überraschenderweise wurde die Influenzavermehrung in Anwesenheit eines Kaspase-3-Inhibitors stark negativ beeinflusst. Im Einklang mit diesem Befund konnte gezeigt werden, dass die Virustiter in Zellen, in denen XIAP überexprimiert wurde, rückläufig waren. Gegengleich führte Überexpression von Prokaspase-3 zu einem Titeranstieg. Mechanistisch scheint der Blockade der Virusvermehrung eine Retention der viralen RNP-Komplexe im Zellkern zu Grunde zu liegen, die die Bildung von reifen Viruspartikel verhindert. Die Erklärung dürfte in der Aktivität von Kaspase-3 zu finden sein, die an dem Abbau von Kernporenkomplexproteinen in apoptotischen Zellen beteiligt ist und was in Folge die freie Diffusion viraler RNPs ermöglichen dürfte. Abschließend entwickelte sich aufgrund der vorliegenden Arbeit eine neue Hypothese über die Rolle des IKK-NF-kB-Signalweges, seinen Einfluss auf die Apoptoseregulation in Influenza-infizierten Zellen und der Auswirkung auf das Virus. / Activation of the transcription factor NF-kB is a hallmark of infections by viral pathogens including influenza-A-viruses (Hiscott J. et al., 2001). Since gene expression of many proinflammatory and antiviral cytokines, such as IFNb of TNF-a is controlled by NF-kB the concept emerged that NF-kB and its upstream regulator IKK are essential components of the innate antiviral immune response to infections with RNA viruses (Chu WM. et al., 1999). In contrast to this common view this work presents data that for efficient influenza virus production NF-kB activity is required. On a molecular level this is due to NF-kB-dependent viral induction of the proapoptotic factor TRAIL which enhances virus propagation in an auto- and parakrine fashion. Thus, NF-kB acts both proapoptotic and proviral in the context of an influenza virus infection. Induction of apoptosis is a hallmark observed upon infection with many viral pathogens, including influenza-A-virus. Since the consequences of apoptosis induction for the outcome of an influenza virus infection are not clear, we have addressed this issue by interfering with the function of a major virus-induced apoptosis effector, caspase-3. Surprisingly, influenza virus propagation was strongly impaired in the presence of a caspase-3 inhibitor in cultures cells. Consistent with these findings, virus yields are reduced in cells expressing XIAP and enhanced when procaspase-3 is overexpressed. Mechanistically, the block in virus propagation appears to be due to retention of the viral RNP complexes in the nucleus preventing formation of progeny virus particles. An explanation might given by an effect of caspase-3, which is involved in cleavage of protein of the nuclear pore complex in cells undergoing apoptosis, which results in fusion of the pores and might thus allow free diffusion of viral RNA complexes. Finally, this work presented here led to a new hypothesis concerning the role of the IKK-NF-kB-pathway, its influence on the regulation of apoptosis in influenza infected cells and the outcome for the virus.

För företag som arbetar med måttlistor och skisser och låter mönstret skapas på en fabrik kan det vara problematiskt att få plaggen att sitta som man vill. Speciellt svårt kan det vara med ärmhål, ärmkullar och halshål. Jag har arbetat med ett sådant företag för att ta fram en kappa och klänning från designskisser i sextiotalsstil med modern passform i storlekarna XS-XL. Moderniseringen innebär till exempel mer rörelsevidd, inte spetsig byst och längre ärmar. Till detta skapas plaggmåttlistor, materialspecifikationer och plaggdelsdokument för att plaggen ska vara färdigt för att produceras på fabrik. Jag har utgått från grundkonstruktioner i både gammal och ny litteratur och följt upp med avprovning på provmodell/docka som jag gjort ändringar på tills en tillfredställande konstruktion blivit till. Denna har jag sedan graderat. I rapporten ingår en detaljbeskrivning av processen och de problem som uppstått. Då inget fabriksprov gjordes i det riktiga tyget är det osäkert om några ändringar kan behövas göras innan produktion men ett bra prov gjordes i liknande material.Engelsk titel: Coat and Dress - Retro garments with a modern fitEngelska nyckelord: pattern cutting, vintage, retro, fit, grading, dress, coatSammanfattning på engelska: For companies that only work with measurement charts and design and has the pattern created by a factory it can be problematic to achieve a good fit. Especially there can be problems with the scye, sleeve head and neck opening. I have worked with such a company to create a coat and dress in a sixties style with a modern fit from design sketches in sizes XS-XL. The modernization means for example no pointy bust and a fit that works in everyday life. For this measurement charts, material specifications and pattern piece documents are created and everything should be ready for production in a factory. I started with constructing pattern blocks from both new and old literature and followed up with fittings on a model/mannequin and made changes until a satisfactory construction had been obtained. These I graded. In the report there is a detailed description of the process and the problems that have occurred. Because no factory sample was made with the actual fabric it’s uncertain if any changes are needed before production but satisfactory samples were made with similar fabrics. / Program: Designteknikerutbildningen

The NF-κB transcription factor p65/RelA controls hundreds of genes involved in inflammation, immunity, cell proliferation and survival. Cells treated with the inflammatory cytokine TNF-α show repeated nuclear-cytoplasmic translocations of p65 maintained by multiple negative feedback loops. Application of pulses of TNF-α at various set intervals can entrain the translocation frequency and cause different patterns of NF-κB-dependent gene transcription. Translocation frequency can also be altered by biological and environmental factors such as temperature and diclofenac treatment. These observations have led to the hypothesis that the dynamics of NF-κB play a role in the transcriptional responses dependent on particular cellular states. NF-κB can physically interact with members of other molecular networks including glucocorticoid signalling, the circadian clock and the cell cycle. In a previous study, two tumour cell lines showed differential p65 dynamics when treated with TNF-α at different cell cycle stages which concomitantly also altered cell cycle length. Evidence suggested that physical interactions between p65 and the cell cycle regulators E2F1 and E2F4 could, at least in part, be responsible for these effects. This thesis describes studies designed to investigate if similar responses exist in more normal cells. Although transcript levels of NF-κB target genes were suppressed in MEF cells treated with TNF-α during S phase relative to G1/S, NF-κB translocations appeared unaffected. Knowledge of the interactions with other molecular networks is central to understanding the context-dependent role of NF-κB, and the complexity of these dynamic interactions requires a Systems Biology approach. Within this study, a model of the interaction between NF-κB and the cell cycle was tested for its ability to recapitulate biological data from HeLa cells. Also, the effect of cell cycle timing of TNF-α treatment on NF-κB dynamics in HeLa cells was examined using ImageStream flow cytometry. It is suggested that a Systems Biology approach could be used to extend a study, initial results of which are presented here, of the interaction between NF-κB and glucocorticoid signalling. Understanding the interactions between NF-κB signalling and other networks should have clinical benefits, for example for cancer treatment dependent on circadian timing.

Resumo: A reabsorcao do osso alveolar e uma das principais caracteristicas associadas a progressao da doenca periodontal. Apesar da enorme complexidade da microbiota envolvida, considera-se que bacterias Gram-negativas tenham um papel relevante em sua etiopatogenese. Um dos fatores de virulencia destes microrganismos e representado por um componente de sua parede externa denominado lipopolissacarideo (LPS). A presenca de LPS na proximidade dos tecidos periodontais e capaz de induzir a producao de diversos mediadores inflamatorios que levam a degradacao tanto do tecido conjuntivo quanto osseo. Atualmente acredita-se que a interacao do ligante do receptor-ativador do fator nuclear kappa-B (RANKL) com seu receptor (RANK) presente em precursores hematopoieticos e necessaria e suficiente para a inducao da diferenciacao de osteoclastos. Por outro lado, a ligacao de RANKL com seu falso-receptor, denominado osteoprotegerina (OPG), reduz sua biodisponibilidade e inibe, desta forma, a osteoclastogenese. Assim, a razao da expressao de RANKL e OPG e considerada como o principal determinante do "turnover" do tecido osseo. A producao de RANKL e OPG depende das vias de sinalizacao ativadas, as quais sao influenciadas pela natureza do estimulo extracelular. Atualmente, a familia de receptores NLRs (nod-like receptors) foi identificada como receptor intracelular para componentes bacterianos e agentes moduladores de diferentes vias de sinalizacao. Considerando a relevancia do LPS bacteriano na patogenese da doenca periodontal, o papel do RANKL no processo de reabsorcao ossea e a possivel implicacao das proteinas Nod na transducao de sinais regulando a expressao de RANKL, o objetivo geral deste projeto foi estudar os mecanismos de regulacao da expressao de RANKL induzido por LPS bacteriano em celulas relevantes do periodonto (macrofagos, osteoblastos e fibroblastos). Os objetivos especificos propostos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bone resorption is one of the major characteristics of destructive periodontal disease. Despite the great number of different bacterial species in the dental biofilm, Gramnegative microorganisms were demonstrated to have a very important role on periodontal disease pathogenesis. Lipopolysaccharide (LPS) is a bacterial cell wall component, which is acknowledged as one of the main virulence factors of these microorganisms. The mere presence of LPS in proximity with the periodontal tissues initiates the expression and production of inflammatory mediators and other cytokines which can culminate in degradation of both soft and hard tissues. It is currently accepted that the interaction between receptor-activator of nuclear factor kappa-B ligand (RANKL) and its receptor (RANK) is both necessary and sufficient to induce osteoclast differentiation and activation. However, RANKL can interact with its soluble decoy receptor osteoprotegerin (OPG) inhibiting osteoclastogenesis by decreasing the bioavailability of RANKL. Production of RANKL/OPG is the result of the signaling pathways activated by external stimuli. Recently, the NLR (nod-like receptors) family was identified as cytosolic receptors for bacterial components and also, as capable of modulating different signaling pathways. Considering the relevance of LPS and RANKL in bone resorption and the possible implication of Nod proteins in signal transduction regulating RANKL expression, the aim of this study was to evaluate the influence of different intracellular signaling pathways on the regulation of RANKL expression induced by LPS in relevant cells of the periodontium (macrophages, osteoblasts and fibroblasts). The specific objectives proposed were to determine after LPS and interleukin-1 beta stimulation the role of MyD88-dependent and independent signaling pathways, Nod1 and Nod2 on the expression of RANKL, OPG, IL-10 and IFN-beta... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Carlos Rossa Junior / Coorientador: Joni Augusto Cirelli / Banca: José Augusto Cezar Sampaio / Banca: Luis Carlos Spolidório / Banca: Luiz Carlos de Mattos / Banca: Cleni Mara Marzocchi Machado / Doutor

Computational biology seeks to understand complex spatio-temporal phenomena across multiple levels of structural and functional organisation. However, questions raised in this context are difficult to answer without modelling methodologies that are intuitive and approachable for non-expert users. Stochastic rule-based modelling languages such as Kappa have been the focus of recent attention in developing complex biological models that are nevertheless concise, comprehensible, and easily extensible. We look at further developing Kappa, in terms of how we might define complex models in both the spatial and the temporal axes. In defining complex models in space, we address the assumption that the reaction mixture of a Kappa model is homogeneous and well-mixed. We propose evolutions of the current iteration of Spatial Kappa to streamline the process of defining spatial structures for different modelling purposes. We also verify the existing implementation against established results in diffusion and narrow escape, thus laying the foundations for querying a wider range of spatial systems with greater confidence in the accuracy of the results. In defining complex models over time, we draw attention to how non-modelling specialists might define, verify, and analyse rules throughout a rigorous model development process. We propose structured visual methodologies for developing and maintaining knowledge base data structures, incorporating the information needed to construct a Kappa rule-based model. We further extend these methodologies to deal with biological systems defined by the activity of synthetic genetic parts, with the hope of providing tractable operations that allow multiple users to contribute to their development over time according to their area of expertise. Throughout the thesis we pursue the aim of bridging the divide between information sources such as literature and bioinformatics databases and the abstracting decisions inherent in a model. We consider methodologies for automating the construction of spatial models, providing traceable links from source to model element, and updating a model via an iterative and collaborative development process. By providing frameworks for modellers from multiple domains of expertise to work with the language, we reduce the entry barrier and open the field to further questions and new research.

Toleranz gegenüber Selbstantigenen in den peripheren Geweben kann durch CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatorische T-Zellen (Tregs) vermittelt werden. Diese Zellen entstehen entweder in Folge der thymischen T-Zellselektion (natürlich vorkommende Tregs, nTreg) oder durch Konversion aus naiven T-Zellen in den peripheren lymphatischen Organen (induzierte Tregs, iTregs). Im Vorfeld der Arbeit war bereits bekannt, dass Dendritische Zellen (DZ) eine wichtige Rolle bei der Generierung von iTreg spielen. Allerdings bestand weitestgehend Unklarheit darüber, welche DZ in welchem Reifungszustand dazu in der Lage sind, iTregs gegen peripher-exprimierte Selbstantigene zu induzieren. Steady-state migratorische DZ (ssmDZ) gelten in dieser Hinsicht als potentielle Kandidaten, da bekannt ist, dass diese DZ bereits unter homöostatischen Bedingungen Selbstantigene aus peripheren Geweben in die drainierenden Lymphknoten transportieren und dort T-Zellen präsentieren können. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit war daher, den Phänotyp und die tolerogene Kapazität der ssmDZ in den hautdrainierenden Lymphknoten näher zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass ssmDZ einen semireifen MHC IIint CD40hi CD80/CD86int CCR7+ Phänotyp aufweisen und in vitro mit Hilfe von endogenem TGF-β iTregs induzieren können. Darüber hinaus belegt diese Arbeit zusammen mit weiteren Daten aus unserer Arbeitsgruppe, dass ssmDZ in transgenen K5mOVA-Mäusen zellassoziertes epidermales OVA aus der Haut in die drainierenden Lymphknoten transportieren und dort an CD4+ OVA-spezifische TZR-transgene OT-II T-Zellen präsentieren können. Innerhalb der ssmDZ konnten die Langerin+ dermalen DZ als die DZ-Subpopulation eingegrenzt werden, die für die Konversion von naiven OT-II T-Zellen in CD4+ CD25+ Foxp3+ iTregs verantwortlich war. Ferner zeigte sich, dass CD103 nicht als Marker für ssmDZ in den hautdrainierenden Lymphknoten herangezogen werden kann. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war, herauszufinden, welchen Einfluss der Transkriptionsfaktor RelB auf die partielle Reifung und Migration der ssmDZ hat. RelB ist ein Mitglied der NF-κB-Familie und wird mit der Reifung von DZ in Verbindung gebracht. Erste Experimente zeigten eine nukleäre Translokation von RelB in ssmDZ sowie eine verringerte Frequenz dieser DZ in den hautdrainierenden Lymphknoten von relB+/- Mäusen und Mäusen mit einer Defizienz für den RelB-Bindungspartner p52. Allerdings konnte bei Mäusen mit einer DZ-spezifischen RelB-Inaktivierung (RelBDCko Mäuse) eine erhöhte Frequenz an ssmDZ in den hautdrainierenden Lymphknoten festgestellt, die nicht auf einer Zunahme an DZ in der Haut der Tiere zurückzuführen war. Diese Ergebnisse legen einerseits die Vermutung nahe, dass es sich bei den beobachteten Effekte in den relB+/- Mäusen um DZ-extrinsische Auswirkungen auf die ssmDZ handelt. Andererseits scheint RelB unter homöostatischen Bedingungen die Erhaltung und Migration der ssmDZ eher negativ zu beeinflussen. Weitere durchflusszytometrische Analysen wiesen zudem darauf hin, dass RelB in ssmDZ die Expression von Reifungsmarkern nur partiell reguliert. So konnte auf den ssmDZ in den hautdrainierenden Lymphknoten von RelBDCko Mäusen eine erhöhte Expression von CD40 beobachtet werden, während andere Reifungsmarker wie MHC II, CD80 und CD86 nicht signifikant in ihrer Expression betroffen waren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde zudem untersucht, wie sich eine RelB-Defizienz in DZ auf die Homöostase und Induktion von Tregs auswirkt. Die hierzu analysierten RelBDCko Mäuse wiesen eine erhöhte Frequenz und absolute Zellzahl an Tregs in allen untersuchten lymphatischen Organen (hautdrainierende Lymphknoten, Milz und Thymus) auf. Darüber hinaus war in diesen Organen auch eine verstärkte Proliferation der Tregs gegenüber den Kontrolltieren festzustellen. Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Proliferation der Tregs in RelBDCko Mäusen in den hautdrainierenden Lymphknoten sogar stärker ausfiel als in der Milz. RelB scheint somit die tolerogene Kapazität der DZ zur Regulation der Treg-Expansion im Thymus und in der Peripherie zu beeinflussen. Unter Verwendung von neutralisierenden αIL-2-Antikörpern konnte zudem belegt werden, dass die periphere Proliferation der Tregs in den RelBDCko Mäusen von IL-2 abhängig ist. Damit einhergehend zeigten erste Vorversuche eine erhöhte IL-2-Produktion in den peripheren lymphatischen Organen von RelBDCko Mäusen. Zusammenfassend legen die Daten dieser Arbeit den Schluss nahe, dass ssmDZ in den hautdrainierenden Lymphknoten in der Lage sind, Toleranz durch Induktion von iTregs gegen epidermale Selbstantigene zu induzieren. Untersuchungen an neuartigen Mäusen mit einer konditionalen RelB-Inaktivierung spezifisch in DZ deuten darauf hin, dass die Migration und Reifung von ssmDZ partiell durch RelB reguliert wird. Da Tregs eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung der peripheren Toleranz einnehmen, ist die Beobachtung, dass eine RelB-Defizienz in allen DZ zu einer verstärkten Treg-Proliferation und somit zu einer veränderten Treg-Homöostase führt, ein intererssanter Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen. / Tolerance against self-antigens from peripheral tissues can be mediated through CD4+ CD25+ Foxp3+ regulatory T cells (Tregs). These cells develop either during thymic T cell selection (nTregs) or by conversion from naive CD4+ CD25- Foxp3- T cells in peripheral lymphoid organs (induced Tregs, iTregs). During the last years, a role for dendritic cells (DC) in the generation of iTregs has been clearly established. However, the precise DC subset and maturation stage which are required to induce iTregs against peripheral self-antigens remain unknown. Steady-state migratory DC (ssmDC) are a good candidate to carry out such function, since these cells are able to transport self-antigen from peripheral tissues to draining lymph nodes under steady-state conditions. Thus one aim of this thesis was to define the phenotype and tolerogenic capacity of ssmDC in skin-draining lymph nodes. Here, we show that ssmDC display a partially mature MHC IIint CD40hi CD80/CD86int CCR7+ phenotype and that these DC used endogenous TGF-β to convert naive T cells into iTregs in vitro. This study, together with former data generated in our laboratory, demonstrate that in transgenic K5mOVA mice, ssmDC transport and present cell-associated epidermal OVA to CD4+ OVA-specific TCR-transgenic OT-II T cells in the skin-draining lymph nodes. We also identified langerin+ dermal DC cells among the different subsets of ssmDC, as the subset which mediates the conversion of naïve OT-II T cells into CD4+ CD25+ Foxp3+ iTregs. Furthermore, we observed that CD103 was not a suitable marker for ssmDC in skin-draining lymph nodes despite that it has been correlated with tolerogenic DC in the intestine. An additional aim of this work was to investigate the impact of the transcription factor RelB on the partial maturation and migration of ssmDC. RelB is a member of the NF-κB family and has been associated with DC maturation. Initial experiments showed nuclear translocation of RelB in ssmDC and in addition, relB+/- mice as well as mice with a deficiency of the RelB-binding partner p52 had a reduced migration of ssmDC to skin-draining lymph nodes. Nevertheless, the analysis of mice with a DC-specific ablation of RelB (RelBDCko mice) revealed an increased frequency of ssmDC in skin-draining lymph nodes which was not due to an increased number or altered distribution of DC in the skin. On the one hand, these data suggest that the effects on ssmDC seen in the relB+/- mice were mediated by DC-extrinsic mechanisms. On the other hand, the increase of ssmDC in RelBDCko mice indicated that RelB might be rather a negative regulator of ssmDC migration under homeostatic conditions. Moreover, RelB also affected the maturation of ssmDC partially, since ssmDC in the skin-draining lymph nodes of RelBDCko mice expressed more CD40 on their surface, while other maturation markers as MHC II, CD80 and CD86 were not significantly altered. Finally, it was investigated how RelB deficiency in DC affects the induction and homeostasis of Tregs. To this aim we examined RelBDCko mice in which we observed an increased frequency and absolute number of Tregs in all lymphatic organs analyzed (skin-draining lymph nodes, spleen and thymus). Furthermore, Tregs showed an increased proliferation in these organs compared to control mice. In particular, Tregs in RelBDCko mice proliferated more vigorously in the skin-draining lymph nodes compared to the spleen. Thus, RelB seems to influence the tolerogenic DC capacity by regulating the expansion of Tregs generated in the thymus as well as their peripheral maintenance. By using a neutralizing anti-IL-2 antibody, we could also demonstrate that the peripheral proliferation of Tregs in the RelBDCko mice was dependent on IL-2, indicating that production of IL-2 either by conventional T cells or DC themselves is affected through RelB deficiency. In accordance with this observation, preliminary experiments showed an increased IL-2 production in the peripheral lymphoid organs of RelBDCko mice. Taken together, the data of this study strongly suggest that ssmDZ are potent inducers of iTregs in response to epidermal self-antigens in skin-draining lymph nodes. Moreover, the analysis of a novel conditional mouse model with a DC-specific deletion of RelB indicated that the migration and maturation of ssmDC is partially regulated by RelB. Since Tregs play a key role in the maintenance of peripheral tolerance, our finding that a deficiency of RelB in all DC affects the proliferation and therefore the homeostasis of Tregs provides an interesting starting-point for further investigation.

TWEAK ist ein zu der TNF-Superfamilie (Tumor Necrosis Factor) zugehöriges Zytokin, welches in Form löslicher und membranständiger Moleküle vorkommt. Beide Formen des Liganden können an den Rezeptor (Fn14) binden. Viele verschiedene intrazelluläre Signalwege werden durch den Fn14 aktiviert, beispielweise Erk1/2, JNK, Jun und STAT3, vor allem jedoch das NFkB. Lösliches und membranständiges TWEAK zeigen eine ähnliche Aktivierungseffizienz bezüglich des alternativen NFkB-Signalwegs, wohingegen membranständiges TWEAK weit besser als lösliches TWEAK den klassischen NFkB-Signalweg aktiviert. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst die TWEAK-vermittelte Induzierbarkeit von verschiedenen Zielgenen des NFkB-Systems untersucht. Lösliches TWEAK zeigte einen weit schwächeren aktivierenden Effekt auf den klassischen NFkB-Signalweg als TNF, das ein sehr guter Aktivator des klassischen NFkB-Systems ist (Abb. 5, 6). Nichtsdestotrotz war TWEAK imstande eine stärkere TRAF1-Induktion als TNF herbeizuführen (Abbildung 7, 8). TRAF1 ist ein durch NFkB-System stark reguliertes Gen. Um posttranskriptionelle TRAF1-Modifikationen als Ursache für die unerwartet gute TRAF1-Induktion durch lösliches TWEAK auszuschließen, wurde die TRAF1-Expression nach Proteasom- und Caspasen-Inhibition untersucht (Abbildung 9). Dies ergab keinen Hinweis auf einen Einfluss dieser Prozessen auf der TRAF1-Expression. Mittels des IKK2-spezifischen Inhibitor TPCA-1 wurde die TWEAK-vermittelte TRAF1-Induktion Zelltyp-abhängig gehemmt, wohingegen die TNF-vermittelte Induktion von TRAF1 in allen Zelllinien vollständig inhibiert wurde (Abbildung 13). Versuche mit dem NEDD8-aktivierenden Enzym (NAE) Inhibitor MLN4924, resultierten in einer totalen Inhibition der TRAF1-Expression in allen TWEAK- und TNF-stimulierten Zellen (Abbildung 14). Diese Befunde sprechen dafür, dass bei der TWEAK-vermittelten TRAF1-Expression beide Zweige des NFkB-Signalwegs Zelltyp-abhängig beteiligt sind. Die Oligomerisierung der Liganden der TNF-Familie verstärkt oft ihre Aktivität. Oligomerisiertes TWEAK imitiert die biologische Aktivität von membranständigem TWEAK. Lösliches TWEAK wurde mit einem anti-Flag Antikörper oligomerisiert und die TRAF1-Induktion durch den alternativen NFkB-Signalweg wurde analysiert Oligomerisiertes TWEAK aktivierte Zelltyp-unabhängig den klassischen NFkB-Signalweg stärker als lösliches TWEAK, wohingegen kein Effekt auf die TRAF1-Induktion oder auf die Aktivierung den alternativen NFkB-Signalweg festgestellt wurde (Abbildung 11, 12). TWEAK ist imstande die TRAF2-vermittelte CD40-Induktion des klassischen NFkB-Signalwegs zu hemmen (Abbildung 16, 17). Um den Beitrag von TWEAK-Induziertem TRAF1 zur CD40-Inhibition zu herauszufinden, wurden TRAF1-stabil transfizierte 786O- und U2OS-Zellen hergestellt (Abbildung 19). Die CD40-Induzierte IkBa-Degradation und IL8/6 Produktion war in den TRAF1-Transfektanten als auch in mit löslichem TWEAK vorbehandelte Zellen stark inhibiert (Abbildung 21, 22), wobei die CD40-Expression und CD40/CD40L-Interaktion unverändert blieb (Abbildung 20). Diese Ergebnisse sprechen für einen wichtigen Beitrag des Adaptorprotein TRAF1 in der TWEAK-vermittelte Inhibition der CD40-induzierte Aktivierung des klassischen NFkB-Signalwegs. / The multifunctional cytokine TWEAK belongs to the TNF-Superfamily. As typically for the members of this family TWEAK occurs in a membrane-associated and a soluble form. Both forms of TWEAK are able to bind their cognate receptor Fn14, but they differ in their capability to activate Fn14. The TWEAK/Fn14 axis activates various intracellular signaling pathways leading to the activation of Erk1/2, JNK, Jun or STAT3, but above all the two NFkB-pathway. A superiority of membrane TWEAK over soluble TWEAK to activate the classical NFkB pathway is well known, but both TWEAK forms show no significant difference in the activation of the non-canonical NFkB pathway. Soluble TWEAK was compared with TNF, a typical and strong inducer of classical NFkB in this work and showed a inferior ability in the production of IL8 and degradation of IkBa (Figure 5, 6) two hallmarks of the classical NFkB pathway. Nevertheless, soluble TWEAK induced more powerful than TNF the expression of TRAF1, a NFkB-controlled protein participating in the signal transduction of several inflammatory signaling pathways (Figure 7). Experiments using proteasom- and caspase-inhibitors were perfomed and showed no significant contribution of these processes to the differential TRAF1-expression by TNF and soluble TWEAK (Figure 9). The IKK2 inhibitor TPCA-1 blocked TNF-induced TRAF1 expression in all cell lines investigated. Contrary, soluble TWEAK-induced TRAF1 expression was only inhibited by TPCA-1 in a subset of cell lines (Figure 13). Experiments blocking both NFkB pathways, performed with the NEDD8-activating enzyme inhibitor MLN4924, revealed a total inhibition of TWEAK- and TNF-induced TRAF1 expression (Figure 14). In sum, these results suggests that both NFkB signaling pathways are able to induce TRAF1. Oligomerisation of ligands from the TNF-family often results in strong enhancement of their biological activity. Oligomerization of soluble Flag-tagged TWEAK with an anti-Flag antibody produced ligand complexes which mimics the biological features of membrane TWEAK. These complexes showed neither enhanced TRAF1 induction nor a stronger activation of the alternative NFkB pathway compared to soluble TWEAK (Figure 11). However, oligomerized Flag-TWEAK revealed a strongly increased capability to trigger the activation of the classical NFkB pathway. TWEAK-priming can inhibit TRAF2-mediated CD40-induction of the classical NFkB pathway (Figure 16, 17). In order to establish the contribution of the TWEAK-induced TRAF1 to this effect, TRAF1 stable transfectants were generated (Figure 19). CD40-induced degradation of IkBa as well as CD40-associated production of IL8/6 were strongly inhibited in TWEAK-primed cells and TRAF1 transfectants (Figure 21, 22), although expression of CD40 and CD40/CD40L interaction were not affected (Figure 20). These results indicate a contribution of the adaptor protein TRAF1 to TWEAK-mediated inhibition of CD40-induced NFkB activation.

Cotton crop condition was assessed from an analysis of multispectral aerial video imagery. Visible-near infrared imagery of two cotton fields was collected towards the end of the 1990 crop. The digital analysis was based on image classification, and the accuracies were assessed using the Kappa coefficient of agreement. The earliest of three images proved to be best for distinguishing plant variety. Vegetation index images were better for estimating potential yield than the original multispectral image; so too were multi-channel images that were transformed using vegetation indices or principal component analysis. The seedbed preparation rig used, the nitrogen application rate and three plant varieties, a weed species and two cotton cultivars, could all be discriminated from the imagery. Accuracies were moderate for the discrimination of plant variety, tillage treatment and nitrogen treatment, and low for the estimation of potential yield.