Die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) bildet die größte Gruppe von Membranrezeptoren im menschlichen Organismus. Für viele GPCRs sind bisher die physiologischen Funktionen nicht bekannt. Das biologische Verständnis der Funktionen im menschlichen Organismus dieser sogenannten „orphan“ GPCRs (oGPCRs) hat, aufgrund möglicher kausaler Beteiligung an der Pathogenese von Erkrankungen sowie deren therapeutische Beeinflussbarkeit, hohe medizinische Relevanz. Die GPCRs der P2Y12-ähnliche Rezeptorgruppe besitzen eine große physiologische Bedeutung bei der Thrombozytenaggregation und der Induktion der Migration von immunokompetenten Zellen in Schädigungsgebiete. Der ADP-Rezeptor P2Y12 kann durch verschiedene pharmakologische Wirkstoffe beeinflusst werden, was bereits klinisch-therapeutisch genutzt wird. Diese Gruppe von GPCRs enthält jedoch auch Mitglieder, deren Funktionen völlig unbekannt sind. Einer dieser oGPCRs ist der GPR34. Ziel dieser Arbeit war es, mittels verschiedener in-vitro-Methoden und anhand eines GPR34-defizienten Mausstamms die physiologische Relevanz dieses P2Y12-ähnlichen Rezeptors zu analysieren. Dazu wurde ein GPR34-Knockout-Mausmodell etabliert. Die GPR34-Defizienz hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung, Morphologie, das Wachstum oder die Fertilität bei Mäusen. Die Ergebnisse aus Immunisierungs– und Infektionsstudien zeigten jedoch, dass dieser evolutionär hoch konservierte Rezeptor eine wichtige Funktion in der Feinkontrolle der zellulären Immunabwehr ausübt. Neben einer verstärkten Antwort im Delayed-type Hypersensitivity (DTH)-Test war die Abwehr einer Cryptococcus-Infektion in diesem GPR34-defizienten Tiermodell beeinträchtigt. Signifikant erhöhte Zytokinspiegel nach Antigen- bzw. Pathogenexposition deuteten auf eine gestörte Immunregulation in GPR34-defizienten Mäusen hin. Weiterführende Untersuchungen sollten sich der Identifizierung des endogenen Agonisten und der Funktion des GPR34 bei der Koordinierung der zellulären Immunreaktion widmen.

Die Familie der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCRs) bildet die größte Gruppe von Membranrezeptoren im menschlichen Organismus. Für viele GPCRs sind bisher die physiologischen Funktionen nicht bekannt. Das biologische Verständnis der Funktionen im menschlichen Organismus dieser sogenannten „orphan“ GPCRs (oGPCRs) hat, aufgrund möglicher kausaler Beteiligung an der Pathogenese von Erkrankungen sowie deren therapeutische Beeinflussbarkeit, hohe medizinische Relevanz. Die GPCRs der P2Y12-ähnliche Rezeptorgruppe besitzen eine große physiologische Bedeutung bei der Thrombozytenaggregation und der Induktion der Migration von immunokompetenten Zellen in Schädigungsgebiete. Der ADP-Rezeptor P2Y12 kann durch verschiedene pharmakologische Wirkstoffe beeinflusst werden, was bereits klinisch-therapeutisch genutzt wird. Diese Gruppe von GPCRs enthält jedoch auch Mitglieder, deren Funktionen völlig unbekannt sind. Einer dieser oGPCRs ist der GPR34. Ziel dieser Arbeit war es, mittels verschiedener in-vitro-Methoden und anhand eines GPR34-defizienten Mausstamms die physiologische Relevanz dieses P2Y12-ähnlichen Rezeptors zu analysieren. Dazu wurde ein GPR34-Knockout-Mausmodell etabliert. Die GPR34-Defizienz hatte keinen wesentlichen Einfluss auf die Entwicklung, Morphologie, das Wachstum oder die Fertilität bei Mäusen. Die Ergebnisse aus Immunisierungs– und Infektionsstudien zeigten jedoch, dass dieser evolutionär hoch konservierte Rezeptor eine wichtige Funktion in der Feinkontrolle der zellulären Immunabwehr ausübt. Neben einer verstärkten Antwort im Delayed-type Hypersensitivity (DTH)-Test war die Abwehr einer Cryptococcus-Infektion in diesem GPR34-defizienten Tiermodell beeinträchtigt. Signifikant erhöhte Zytokinspiegel nach Antigen- bzw. Pathogenexposition deuteten auf eine gestörte Immunregulation in GPR34-defizienten Mäusen hin. Weiterführende Untersuchungen sollten sich der Identifizierung des endogenen Agonisten und der Funktion des GPR34 bei der Koordinierung der zellulären Immunreaktion widmen.

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In the colon, a sophisticated balance between immune reaction and tolerance is absolutely required. Dysfunction may lead to pathologic phenotypes ranging from chronic inflammatory processes to cancer development. Two prominent modulators of colon inflammation are represented by the closely related cytokines interleukin (IL)-12 and IL-23, which initiate adaptive Th1 and Th17 immune responses, respectively. In this study, we investigated the impact of the NADPH oxidase protein p47phox, which negatively regulates IL-12 in dendritic cells, on colon cancer development in a colitis-associated colon cancer model. Initially, we found that IL-12−/− mice developed less severe colitis but are highly susceptible to colon cancer. By contrast, p47phox−/− mice showed lower tumor scores and fewer high grade tumors than wild-type (WT) littermates. Treatment with toll-like receptor 9 ligand CpG2216 significantly enhanced colitis in p47phox−/− mice, whereas tumor growth was simultaneously reduced. In tumor tissue of p47phox−/− mice, the IL-23/IL-17 axis was crucially hampered. IL-23p19 protein expression in tumor tissue correlated with tumor stage. Reconstitution of WT mice with IL-23p19−/− bone marrow protected these mice from colon cancer, whereas transplantation of WT hematopoiesis into IL-23p19−/− mice increased the susceptibility to tumor growth. Our study strengthens the divergent role of IL-12 and IL-23 in colon cancer development. With the characterization of p47phox as a novel modulator of both cytokines our investigation introduces a promising new target for antitumor strategies.

In the colon, a sophisticated balance between immune reaction and tolerance is absolutely required. Dysfunction may lead to pathologic phenotypes ranging from chronic inflammatory processes to cancer development. Two prominent modulators of colon inflammation are represented by the closely related cytokines interleukin (IL)-12 and IL-23, which initiate adaptive Th1 and Th17 immune responses, respectively. In this study, we investigated the impact of the NADPH oxidase protein p47phox, which negatively regulates IL-12 in dendritic cells, on colon cancer development in a colitis-associated colon cancer model. Initially, we found that IL-12−/− mice developed less severe colitis but are highly susceptible to colon cancer. By contrast, p47phox−/− mice showed lower tumor scores and fewer high grade tumors than wild-type (WT) littermates. Treatment with toll-like receptor 9 ligand CpG2216 significantly enhanced colitis in p47phox−/− mice, whereas tumor growth was simultaneously reduced. In tumor tissue of p47phox−/− mice, the IL-23/IL-17 axis was crucially hampered. IL-23p19 protein expression in tumor tissue correlated with tumor stage. Reconstitution of WT mice with IL-23p19−/− bone marrow protected these mice from colon cancer, whereas transplantation of WT hematopoiesis into IL-23p19−/− mice increased the susceptibility to tumor growth. Our study strengthens the divergent role of IL-12 and IL-23 in colon cancer development. With the characterization of p47phox as a novel modulator of both cytokines our investigation introduces a promising new target for antitumor strategies.