Adipositas ist im humanen wie im murinen Fettgewebe mit einer chronischen Entzündungsreaktion vergesellschaftet. Diese Entzündungsreaktion ist charakterisiert durch einen Anstieg von Immunzellen, insbesondere der Makrophagen. Die Akkumulation von Makrophagen im Fettgewebe wird einerseits durch Rekrutierung monozytärer Vorläuferzellen aus dem Blut und andererseits durch lokale Proliferation geweberesidenter Makrophagen gewährleistet. Die Rekrutierung und die Proliferation von Fettgewebemakrophagen scheint von TH2-assoziierten Zytokinen beeinflusst zu werden, was auf eine Beteiligung der CD4-positiven T-Lymphozyten an der Proliferation und Aktivierung von Fettgewebemakrophagen hindeutet. T-Lymphozyten spielen eine wichtige Rolle in der adipositasinduzierten Fettgewebeinflammation und ihr Einfluss auf Parameter der Fettgewebeinflammation und des Glukosestoffwechsels wurde in vielen Studien diskutiert. Art und Ausmaß dieses Einflusses sind jedoch nicht abschließend geklärt. Wir haben daher versucht, einen direkten Einfluss von CD4-positiven T-Zellen auf die Aktivierung und die Proliferation der Fettgewebemakrophagen und die Glukose-Homöostase mit Hilfe eines In-vivo-Depletionsmodells zu untersuchen. Überraschenderweise hatte die CD4-Depletion keinen Einfluss auf die Aktivierung oder die Proliferation der Fettgewebemakrophagen. Allerdings führte die CD4-Depletion zu einer deutlichen Verbesserung der Glukosetoleranz. Im Einklang damit fanden wir moderate Störungen der endokrinen Funktion der Bauchspeicheldrüse nach CD4-Depletion. Unsere Daten deuten darauf hin, dass die nach der CD4-Depletion beobachteten Auswirkungen auf den Glukosestoffwechsel von anderen Organen als dem Fettgewebe und unabhängig von der Fettgewebeentzündung vermittelt werden könnten.:Inhalt 1 Einführung 3 1.1 Fettgewebe 3 1.2 Adipositas und adipositasassoziierte Erkrankungen 4 1.3 Adipositas, Inflammation und Insulinresistenz 5 1.4 Fettgewebeentzündung 7 1.5 Fettgewebemakrophagen 7 1.6 Ursprung von Makrophagen 8 1.6.1 Rekrutierung von Monozyten aus dem Blut 8 1.6.2 Makrophagenproliferation 9 1.7 Regulation der Makrophagenakkumulation im Fettgewebe 9 1.8 Fettgewebelymphozyten 10 1.8.1 CD4-positive Fettgewebelymphozyten 11 2 Fragestellung 14 3 Literaturverzeichnis der Einführung 15 4 Publikation 29 4.1 CD4+ T cells regulate glucose homeostasis independent of adipose tissue dysfunction in mice 29 5 Zusammenfassung 68 6 Erklärung über den wissenschaftlichen Beitrag des Promovenden zu der Publikation 71 7 Erklärung über die eigenständige Abfassung der Arbeit 72 8 Lebenslauf 73 9 Veröffentlichungen im Rahmen der Arbeit 75 10 Danksagung 76

Nach Ischämie und Reperfusion des Pankreas kommt es zu einer Mikrozirkulationsstörung sowie zu einer T-Zell-induzierten subakuten entzündlichen Reaktion mit daraus resultierender Zellzerstörung. Ziel dieser tierexperimentellen Arbeit war es, sowohl den Einfluss des S1PStrukturanalogons FTY720 auf zirkulierende T-Lymphozyten und deren Endothel- Interaktion in den postkapillären Venolen des Pankreas zu beobachten sowie die Mikrozirkulation und damit das Ausmaß des Ischämie-Reperfusionsschadens nach einer 60-minütigen Pankreasischämie durch die Gabe von FTY720 zu beurteilen. Hierfür erfolgte eine reversible Okklusion der zuführenden Gefäße des Pankreas an Ratten (48 Wistar-Ratten, 300 - 350 g KG) für 60 Minuten zur Induktion einer normothermen Pankreasischämie. Untersucht wurden folgende Gruppen: I Scheinoperation ohne Therapie, II Scheinoperation und Therapie, III Ischämie ohne Therapie, IV Ischämie und Therapie mit dem Sphingosin-1-Phosphat Strukturanalogon FTY720 (1 mg/kg KG i.v., Substitution 10 Minuten vor Reperfusionsbeginn). Mit Hilfe der invivo-Fluoreszenzmikroskopie wurden die Parameter der Mikrozirkulation (Zellzahl, Flussgeschwindigkeit, Kapillardurchmesser, Funktionelle Kapillardichte, T-Lymphozyten-Endothel-Interaktion und Leukozyten-Endothel- Interaktion) 10 Minuten nach Substitution der markierten CD4+-T-Lymphozyten beurteilt. Des Weiteren wurde der Blutparameter Lipase bestimmt. Die Studie erbrachte folgende Ergebnisse: 1. Die intravenöse Therapie mit FTY720 als Sphingosin 1-Phosphat-Rezeptor- Agonist 15 Minuten vor Reperfusion führte zu einer partiellen Verbesserung der Mikrozirkulation des Pankreas mit signifikant erhöhten Kapillardurchmesser und Funktioneller Kapillardichte. 2. Es zeichneten sich bei allen weiteren Parametern nur Tendenzen einer Verbesserung unter Substitution von FTY720 ab (Flussgeschwindigkeit, Lipase). 3. Eine Aussage zur T-Lymphozyten-Endothel-Interaktion konnte aufgrund der geringen Anzahl von „rollern“ und „stickern“ nicht gemacht werden. 4. Eine quantitative Auswertung der zirkulierenden Leukozyten war nicht möglich. Das vorliegende Bildmaterial war jedoch in allen Gruppen identisch, sodass hier kein Effekt von FTY720 auf zirkulierende Leukozyten nachweisbar war. 5. Zu einer signifikanten Zunahme der T-Lymphozyten-Zahl kam es in der Gruppe IV (Ischämie und Therapie mit FTY720). Die Ergebnisse dieser tierexperimentellen Untersuchung zeigen, dass die intraoperative Gabe des Immunmodulators FTY720 nur partiell eine Verbesserung der Mirkozirkulation und daraus resultierend eine Verminderung des Ischämie-Reperfusionsschadens bewirkt. Nach den Ergebnissen dieser Studie und dem aktuellen Stand der Literatur wäre somit für ein optimales Wirkmaximum die präoperative Gabe von FTY720 erforderlich. Die Studie zeigt ebenfalls, dass die Substitution der markierten CD4+-T-Lymphozyten zu einem früheren Zeitpunkt erfolgen muss, um eine Wirkung des FTY720 auf diese T-Zellen nachweisen zu können.

6. ZUSAMMENFASSUNG Charakterisierung b-adrenerger Rezeptoren auf Pferdelymphozyten und deren Regulation unter dem Einfluß von Clenbuterol und Dexamethason Getu Abraham Institut für Pharmakologie, Pharmazie und Toxikologie, Veterinärmedizinische Fakultät, Universität Leipzig, Deutschland Juni, 2001 86 S., 205 Lit., 7 Tab., 23 Abb. Über Vorkommen und Eigenschaften von b-Adrenozeptoren auf Pferdelymphozyten und ihre pharmakologische Regulation liegen bisher keine Untersuchungen vor. Mit der vorliegenden Arbeit sollten b-adrenerge Rezeptoren an intakten Pferdelymphozyten in Bindungsstudien mit dem Radioliganden (-)-(125I)-Iodocyanopindolol (ICYP), einem potenten b2-selektiven Adrenozeptorenantagonisten, charakterisiert und deren funktionelle Ansprechbarkeit durch Messung des Isoprenalin-induzierten Anstiegs des intrazellulären cAMP-Gehaltes mittels Radioimmunoassay bestimmt werden. Die Bindung von ICYP an intakten Pferdelymphozyten war schnell, sättigbar (maximale Anzahl der Bindungsstellen 320 ± 20 ICYP Bindungsstellen/Zelle, Mittelwert±SEM, n = 12) ) und hochaffin (KD-Wert für ICYP 14,37 ± 1,66 pmol/l, Mittelwert±SEM, n = 12). Verdrängungsexperimente mit Agonisten und Antagonisten zeigten eine Affinität und Stereoselektivität, wie sie bei b-Adrenozeptoren zu erwarten waren. Der nicht radioaktiv markierte b2-selektive Adrenozeptorantagonist ICI 118,551 verdrängte den Radioliganden ICYP aus seiner Bindung mit mehr als 1500fach höherer Affinität als der nicht radioaktiv markierte b1-selektive Adrenozeptorantagonist CGP 20712A. In Pferdelymphozyten können somit mehr als 90 % der b-Adrenozeptoren dem b2-Subtyp zugeordnet werden. Ein Anteil von weniger als 10 % an b1-Adrenozeptoren kann allerdings nicht ausgeschlossen werden. Die Bindungsstellen waren stereospezifisch, da das biologisch aktive (-)-Propranolol die Bindung von ICYP mit 40fach höherer Affinität verdrängte als (+)-Propranolol. b-adrenerge Agonisten verdrängten ICYP aus seiner spezifischen Bindung in der Rangfolge ihrer pharmakologischen Wirkungstärke, die typisch für den b2-Subtyp des Adrenozeptors ist: (-)-Isoprenalin > (-)-Adrenalin > (-)-Noradrenalin. Eine ähnliche Rangfolge wurde auch für die Agonist-induzierte cAMP-Bildung in Lymphozyten festgestellt. Aufgrund der dargestellten Befunde kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß ICYP ein geeigneter Radioligand ist, um b-adrenerge Rezeptoren an Pferdelymphozyten zu identifizieren und zu charakterisieren. Die Bindung von ICYP an intakte Lymphozyten stellt somit ein geeignetes Modell dar, um wichtige Informationen über die Funktion und Regulation des b-adrenergen Systems beim Pferd sowohl unter physiologischen (pathophysiologischen) Bedingungen als auch über Arzneimittel-induzierte Veränderungen in vivo zu gewinnen. Ausgehend von den beschriebenen Grundlagenuntersuchungen wurden in einer weiteren Versuchsreihe bei zwölf klinisch gesunden Pferden der Einfluß von Clenbuterol und Dexamethason lymphozytäre b2-Adrenozeptoren, hinsichtlich ihrer Dichte, ihrer Affinität zum Radioliganden und ihrer cAMP-Bildung (als Maß für die funktionelle Ansprechbarkeit der b2-Adrenozeptoren bestimmt über Stimulation durch 10 µmol/l Isoprenalin) untersucht. Während der 12tägigen Clenbuterolbehandlung (2 Ž 0,8 µg/kg/Tag, i. v.) fielen die Anzahl der b2-Adrenozeptoren an Lymphozyten und der durch (-)-Isoprenalin-induzierte Anstieg des intrazellulären cAMP-Gehaltes signifikant (p < 0,05, n = 8) unter die Ausgangswerte unbehandelter Tiere ab. Clenbuterol bewirkte in der therapeutischen Dosis bereits 48 Stunden nach der Behandlung einen Abfall der Anzahl der b2-Adrenozeptoren bzw. der cAMP-Bildung um etwa 30 - 40 %. Während der restlichen Behandlungsdauer unter Clenbuterol blieb die Rezeptorendichte auf diesem niedrigen Niveau. Bei einer weiteren Versuchsgruppe wurde der Effekt des Glukokortikoids Dexamethason auf die Clenbuterol-induzierte Desensibilisierung von b2-Adrenozeptoren untersucht. Dexamethasonverabreichung (1 Ž 0,1mg/kg/d, i. v.) unmittelbar nach der letzten Clenbuteroldosis über 5 Tage beschleunigte die Wiederherstellung der down-regulierten Anzahl der lymphozytären b2-Adrenozeptoren und des Isoprenalin-induzierten Anstiegs des intrazellulären cAMP-Gehaltes (p < 0,05, n = 4). Schon 24 Stunden nach der ersten Dexamethasongabe waren beide Parameter von den Durchschnittswerten am Tag vor Behandlungsbeginn statistisch nicht zu unterscheiden. Die Anzahl der lymphozytären b2-Adrenozeptoren stieg sogar ab dem dritten Tag der Dexamethasonbehandlung bis auf das Doppelte bei unbehandelten Tiere an. Nach dem Absetzen der Dexamethasonbehandlung kam es zu einer langsam Abnahme der Rezeptorendichte und ihrer Ansprechbarkeit, wobei die vor der Clenbuterolbehandlung gemessenen Werte erst nach 4 Tagen erreicht wurden. Bei gleichzeitiger Behandlung der Tiere mit Clenbuterol und Dexamethason konnte durch das Glukokortikoid die Clenbuterol-induzierte Abnahme der b2-Adrenozeptorendichte und deren Ansprechbarkeit vollständig verhindert werden. Weder durch die Clenbuterol-abhängige Down-Regulation noch durch die Dexamethason-bedingte Hochregulation kam es zu signifikanten Veränderungen der Dissoziationskonstante (KD) und somit der Affinität von ICYP zu b2-Adrenozeptoren. Die Ergebnisse zeigen, daß es unter Behandlung mit Clenbuterol zu einer schnell einsetzenden, umfangreichen Down-Regulation der b2-Adrenozeptorendichte an Lymphozyten des Pferdes kommt und daß diese Toleranzentwicklung durch Glukokortikoide vollständig wieder aufgehoben oder verhindert werden kann. Zur Therapie der COB von Pferden scheint somit die kombinierte Anwendung von b2-Mimetika und Glukokortikoiden von Vorteil zu sein. / 7. Summary Characterization of b-adrenergic Receptors on Equine Lymphocytes and their Regulation under the Influence of Clenbuterol and Dexamethasone Getu Abraham Institute of Pharmacology, Pharmacy and Toxicology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig, Germany June, 2001 86 pp., 205 ref., 7 tab., 23 fig. b-Adrenoceptors and their regulation by pharmacological active substances have not yet been characterized in equine lymphocytes. In this study, b-adrenoceptors were identified and subclassified by (-)-[125I]-iodocyanopindolol (ICYP) binding, a potent b2-adrenergic antagonist, as well as by their isoprenaline-induced responsiveness using radioimmunoassay in intact viable equine lymphocytes. The specific ICYP binding was rapid, saturable (maximum number of binding sites 320 ± 20 ICYP binding sites/cell, means±SEM, n = 12) and of high affinity (KD-value for ICYP 14.37 ± 1.66 pmol/l, means±SEM, n = 12). The competition binding studies with agonists and antagonists showed the affinity and stereoselectivity to be expected for b-adrenergic receptors. The unlabelled selective b2-adrenoceptor antagonist ICI 118,551 was about 1500 times more potent in inhibiting ICYP binding than was the b1-selective adrenoceptor antagonist CGP 20712A. It is, therefore, concluded that in intact equine lymphocytes ICYP labels a class of functional b-adrenoceptors, that belong predominantly (> 90 %) to the b2-adrenoceptor subtype. A minor (< 10 %) b1-adrenoceptor component, however, cannot be completely ruled out. The binding sites were stereoselective, as the (-)-isomer of propranolol was about 40 times more potent to inhibit ICYP binding than was the (+)-isomer. Agonists competed for specific binding with a rank order of potency (-)-isoprenaline > (-)-adrenaline > (-)-noradrenaline, which is typical for a b2-subtype of adrenergic receptor; the same order of potency was obtained for agonist-induced stimulation of lymphocyte cyclic AMP content. Thus, it can be concluded that ICYP is a promising compound for the reliable determination of the binding characteristics of b-adrenoceptors of equine lymphocytes and besides that, this might give an insight in providing physiologically significant information about the regulation of the b-adrenergic receptor system. Based upon this study, we further investigated, in 12 healthy thoroughbred horses, the effects of the b2-agonist clenbuterol and the glucocorticoid dexamethasone on the lymphocyte b2-adrenenergic receptor density and affinity as well as on its responsiveness (assessed by lymphocyte cyclic AMP responses to 10 µmol/l (-)-isoprenaline). Clenbuterol (2Ž0.8µg/kg/d, i. v. for 12 days) decreased ICYP binding sites only 48 h after application by ~30-40 %; concomitantly, lymphocyte cAMP response to (-)-isoprenaline was significantly reduced (p < 0.05, n = 8). The values remained at these low levels throughout the following 10 days of treatment. After withdrawal of clenbuterol the density and responsiveness of b2-adrenoceptors gradually increased, reaching pre-drug levels after 4 days. Next the effects of dexamethasone on clenbuterol-induced desensitisation were studied. Administration of dexamethasone (1Ž0.1mg/kg/d, i. v. for five days) immediately after clenbuterol withdrawal accelerated b2-adrenergic receptor recovery (p < 0.05, n = 4): only 24 hours after administration dexamethasone restored the number of binding sites and cAMP response to (-)-isoprenaline to levels statistically indistinguishable from the values before starting clenbuterol treatment. Three days after dexamethasone administration the density of lymphocyte b2-adrenoceptors was further increased about two fold the pre-treatment values, and this increase declined gradually after dexamethasone withdrawal, reaching baseline values after 4 days. Furthermore, in groups simultaneously exposed to both drugs dexamethasone completely prevented clenbuterol-induced decrease in lymphocyte b2-adrenoceptor density and responsiveness. No significant change was observed in the dissociation constant and, thus, in the affinity of ICYP to b-adrenoceptors remained unchanged during or after treatment with either clenbuterol or dexamethasone. It is concluded that dexamethasone (glucocorticoids) can reverse and prevent clenbuterol-induced down-regulation of the lymphocyte b2-adrenoceptors and thus, a combined therapy with clenbuterol and dexamethasone may be potentially beneficial in COPD of horses.

No description available.

Noch immer gibt es trotz neuester medizinischer Operationstechniken Patienten, bei denen eine Fraktur zu einer verzögerten Heilung führt oder gar nicht heilt. Indizien häufen sich, dass das Immunsystem, seine Zellen und Zytokine eine wichtige Rolle im Prozess der Heilung einer Fraktur spielen könnten. In dieser Arbeit wurde der Einfluss des adaptiven Immunsystems auf die Fraktur-heilung untersucht. Dazu wurde der Heilungsverlauf in Wildtyp Mäusen mit RAG1-/- Mäusen, Mäusen ohne reife B- und T-Lymphozyten, verglichen. Histologische, immunhistologische sowie Mikroarray Analysen der verschiedenen Tierstämme lassen darauf schließen, dass T-Lymphozyten einerseits der Schlüssel für ein gutes Heilungsergebnis sind, andererseits ihr Fehlen maßgeblich zu einer Veränderung der Heilung führt. Diese resultierte darin, dass die Knorpelphase verkürzt war und eine ungeordnete Bildung von Geflechtknochen einsetzte. / Despite of advanced methods in trauma surgery some patients suffer from a delayed healing or a non-union one. There is more and more evidence that the immune system with its cells and mediators could play an important role in such healing situations. Hence this thesis investigated the role of the adaptive immune system in the process of fracture healing comparing healing in wildtype mice and RAG1-/- mice. RAG1-/- mice do not have mature B- and T-lymphocytes. Histological, immunohistological and microarry analyses of different mice strains reveal that T lymphocytes are the key cell for a normal healing outcome. Their absence leads to a different healing outcome with a diminished cartilage phase and an irregular distribution of woven bone in the whole callus region.

Ein durch „Ca2+ Release Activated Ca2+ (CRAC)“-Kanal vermittelter Ca2+-Einstrom ist unverzichtbar für die vollständige Aktivierung von T-Zellen und eine produktive Immunantwort. Im Jahr 2006 führte die Entdeckung des transmembranen Proteins Orai1, einer porenbildenden Untereinheit des CRAC-Kanals, zu einem besseren Verständnis dieses Signalweges. Eine Mutation in Orai1 hat durch die Aufhebung der CRAC-Kanal Funktion eine schwere kombinierte Immundefizienz (SCID) zur Folge (Feske, S. et al. 2006). Die im Rahmen dieser Arbeit präsentierten Experimente hatten die nähere Erforschung der Rolle von Orai1 in Bezug auf die Aktivierung und Entwicklung von Lymphozyten sowie auf die pathogenetische Bedeutung für humane Immundefektsyndrome zum Ziel. So konnte hier durch das Sequenzieren genomischer DNA mehrerer SCID-Patienten eine neue Mutation in Orai1 aufgedeckt werden. Mithilfe intrazellulärer Durchflusszytometrie und Real-Time-PCR gelang es, die Expression von Orai1 auf humanen und murinen Immunzellen, einschließlich T- und B-Lymphozyten, nachzuweisen. Darüber hinaus wurden Orai1 „knock-in“ Mäuse analysiert, welche transgen für eine bei zwei SCID-Patienten gefundene Mutation (R91W) (Feske, S. et al. 2006) sind. Dadurch war es möglich die Funktion von Orai1 und die des CRAC-Kanal vermittelten Ca2+-Einstroms für die Entwicklung und Aktivierung von Lymphozyten zu analysieren. Diese transgenen Mäuse stellen das zu diesem Zeitpunkt erste Tiermodell dar, mit dessen Hilfe die Rolle von CRAC-Kanälen in vivo studiert werden kann.

Bis heute sind über 50 Chemokine und fast 20 Chemokinrezeptoren identifiziert. Dennoch gibt es Chemokine und Chemokinrezeptoren, deren zugehörige Rezeptoren bzw. Liganden noch nicht bekannt sind. PARC (=CCL18) ist ein ausschließlich in Primaten nachgewiesenes, bisher nur wenig charakterisiertes, im Organismus jedoch weit verbreitetes Chemokin, für das bisher noch kein Rezeptor beschrieben wurde. Die Wirkung dieses Chemokins wurde bisher vor allem an T Lymphozyten nachgewiesen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung von PARC auf B-Lymphozyten und das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12. Dabei wurden B-Zellen von CLL Patienten sowie mehrere standardisierte B-Zelllinien als Untersuchungsgut verwendet. In funktionellen Assays (Kalziummobilisation, Aktinpolymerisation und Chemotaxis) wurde die Wirkung von PARC auf diese Zellen charakterisiert. Untersuchungen zu beteiligten Signalkaskaden wurden durch Einsatz von spezifischen Inhibitoren (Pertussis-Toxin) und mittels Western Blot durchgeführt. Weiterhin wurde das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12 bei den verschiedenen B Lymphozyten mittels Antikörperfärbung und RT-PCR sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene nachgewiesen. Der Nachweis der genauen Lokalisation des Rezeptors in der Zelle erfolgte mittels Immunfluoreszenzcytologie. Abschließend wurde vergleichend das Vorkommen des DRY12 im Lymphknoten von CLL-Patienten und gesunden Spendern untersucht. PARC löst bei den B-Zellen der CLL-Patienten die Polymerisation von Aktin aus. Es induziert jedoch keine gerichtete Migration der Zellen. PARC wirkt auf die in dieser Arbeit untersuchten B-Zellen also nicht als Chemokin im klassischen Sinne. Seine Wirkung besteht möglicherweise in einem synergistischen Effekt, indem es im Zusammenspiel mit anderen Faktoren die Migration der Zellen beeinflusst. Weiterhin wäre denkbar, dass PARC das Verhalten von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen beeinflusst. Die beteiligte Signalkaskade beinhaltet ein Pertussis-Toxin-sensitives Gi-Protein und die Aktivierung der p42/44-MAP Kinase. Ein intrazellulärer Einstrom von Ca2+ spielt bei der Wirkungsvermittlung von PARC keine Rolle. Der putative PARC-Rezeptor DRY12 konnte bei verschiedenen B-Zellen in unterschiedlicher Intensität nachgewiesen werden. Die Expression des DRY12 scheint sowohl auf Ebene der mRNA als auch auf Proteinebene durch multiple Faktoren reguliert zu sein. Dazu gehören z.B. der Reifungs- und Aktivierungszustand der Zellen oder die Kultivierungsdauer nach dem Auftauen der Zellen bis zur Durchführung des Versuchs. Bisher konnten jedoch keine entsprechenden Zusammenhänge nachgewiesen werden. Der DRY12 ist demnach kein konstitutiv exprimierter Rezeptor. Durch Immunfluoreszenzcytologie konnte die Lokalisation des Rezeptormoleküls auf der Zelloberfläche gezeigt werden. Im Lymphknoten wird DRY12 v.a. von Lymphozyten exprimiert. Bei Makrophagen konnte das Rezeptorprotein nicht nachgewiesen werden. In den Lymphknoten von CLL-Patienten exprimieren die Lymphozyten deutlich mehr DRY12 als Lymphozyten im Gewebe gesunder Individuen. Ein direkter Zusammenhang zwischen Rezeptorexpression und Reaktion auf PARC konnte nicht sicher aufgezeigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit schließen aber auch nicht aus, dass PARC ein möglicher Bindungspartner von DRY12 ist. Bei der Wirkungsvermittlung spielen vermutlich auch andere Botenstoffe und weitere Faktoren eine Rolle, indem sie die Reaktionsfähigkeit der Zellen gegenüber PARC bzw. die Rezeptorexpression des DRY12 beeinflussen. Hinsichtlich der Frage, ob es sich bei DRY12 um einen Rezeptor für PARC handelt, kann diese Untersuchung zu keinem abschließenden Ergebnis gelangen, so dass dieser Aspekt in weiterführenden Analysen eingehender betrachtet werden sollte. / Today there are more than 50 chemokines and almost 20 chemokine receptors described. Despite growing knowledge, the ligands for some orphan chemokine receptors have not been identified and for several chemokines the receptor has not been discovered. PARC (=CCL18) is one of these chemokines for which the receptor has not been recognized. It has been detected in primates only and, despite being widely spread in the organism, it is still poorly characterized. Up to now, the effects of PARC were mainly shown on T-lymphocytes. Therefore, the objective of this study was to investigate the function of PARC and the expression of the putative PARC-receptor DRY12 in B-lymphocytes. For the purpose of the present study, B-CLL-cells and several lymphocytic B-cell-lines served as models to cover different stages of B-cell maturation. In order to characterize the effect of PARC, several functional assays (calciummobilisation, actinpolymerisation and chemotaxis), specific inhibitors (pertussis toxin) and Western Blotting were used. Expression analyses of the DRY12-receptor were performed by FACS-analysis, RT-PCR and immunofluorescence cytochemistry. In addition, lymph nodes from patients with CLL and healthy donors were stained immunohistochemically. In B-CLL-cells, PARC stimulation leads to phosphorylation of p42/44-MAP-Kinase and polymerization of actin, which can be inhibited by pertussis toxin, but does not induce calcium signaling or chemotactic migration. In this case, PARC is no classical chemokine but may act as synergist to potentiate the effect of other chemokines or may influence the behavior of hematopoetic stemm-cells. The results of the study show expression of the putative PARC-receptor DRY12 present on several subsets of B lymphocytes. As they showed different intensity of expression, DRY12 may be regulated by different factors in translation as well as transduction. Among these factors might be their current state of maturation and activation and the time period from revitalization to the start of the experiments. The reasons for these differences are still unknown. According to these findings, the receptor is not constitutively expressed, but may be itself regulated by several chemokines and other factors. DRY12 is located at the surface of the cell, as shown by immunocytochemistry. In lymph nodes, particularly lymphocytes but not macrophages express DRY12. In lymph nodes of CLL-patients lymphocytes express much more DRY12 than in healthy samples. However, it could not be proved that DRY12 is the agonistic receptor for PARC, as the expression of DRY12 did not completely correlate with the effects on PARC stimulation. But results of this study do not exclude this possibility either, as different factors are considered to influence the effect of PARC and the expression of DRY12 in B-cells. Although there are hints to it, from this study we can not conclude that DRY12 is the agonistic receptor for PARC. Therefore, further investigation is necessary to find the answer to this question.

Bei der Altersabhängigen Makuladegeneration (AMD) handelt es sich um eine Erkrankung des Auges, die die Macula lutea, die Stelle des schärfsten Sehens betrifft. Sie ist verbunden mit der Degeneration von RPE-Zellen, die zur Dystrophie von Photorezeptoren und damit zum Verlust des zentralen Sehvermögens führt. Eine ähnliche Pathophysiologie ist bei der sogenannten Retinalen Pigmentepitheldystrophie (RPED) des Hundes zu beobachten. Die Transplantation von gesunden RPE-Zellen in das betroffene Gebiet stellt eine vielversprechende Therapiemöglichkeit dar. Die Transplantatabstoßung als Kom-plikation schränkt die klinische Anwendung ein. Eine beim Patienten nach Transplantation lebenslang durchgeführte systemische Immunsuppression ist mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden. Deshalb bietet die Gentherapie unter Einbezug immunsuppressiver Zytokine wie beispielsweise des Interleukin-10 (IL-10) eine Lösung. In der vorliegenden Arbeit wurde ein selbst konstruierter IL-10-Expressionsvektor (Plasmid pCIneoIL-10) mittels Gentransfer in humane RPE-Zellen in vitro eingebracht. Untersucht wurde die Wirkung des sezernierten IL-10 auf die Proliferation von allogenen T-Lymphozyten mit und ohne allogene Makrophagen als professionelle antigenpräsentierende Zellen (APC). Neben humanen Spender RPE-Zellen (Spender-hRPE-Zellen) wurde eine immortalisierte Permanent-Zelllinie (hTERT-RPE1-Zellen) eingesetzt, deren Hauptvorteil in einer gleichbleibend hohen Wachstumsrate lag. Als transientes Transfektions-system für den Transfer von IL-10-DNA in hRPE-Zellen wurden kationische Lipide gewählt. Drei verschiedene Lipidformulierungen wurden miteinander verglichen und das optimale Transfektionsreagenz:DNA-Verhältnis, mit dem die höchste Transfektionseffizienz erreicht werden konnte, evaluiert. Eine Transfektionseffizienz von 23,3 ± 9,0 % (hTERT-RPE1-Zellen) beziehungsweise 10,3 ± 4,5 % (Spender-hRPE-Zellen) konnte erreicht werden. Die Transfektion hatte weder einen negativen Einfluss auf die Vitalität der hRPE-Zellen, noch wurde der natürliche Zelltod, die Apoptose, erhöht. Die IL-10-mRNA-Expression wurde mittels RT-PCR nachgewiesen. Lediglich bei den transfizierten hRPE-Zellen konnte IL-10-mRNA gefunden werden. Mittels ELISA konnte das IL-10-Protein gemessen werden. Die Sekretion des IL-10 in den Kulturüberstand von transfizierten hRPE-Zellen wurde dafür über einen Zeitraum von 7 Tagen untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass die maximale IL-10-Proteinkonzentration bei beiden Zelllinien am Tag 3 mit Werten von 10,3 ± 0,8 ng/ml (hTERT-RPE1-Zellen) und 3,1 ng/ml (Spender-hRPE-Zellen) lag. Es bestand überdies eine positive Korrelation zwischen Transfektionseffizienz und synthetisiertem IL-10. Es wurde außerdem gezeigt, dass durch Stimulation mit dem immunmodulatorischen Zytokin Interferon-gamma (IFN-g) hRPE-Zellen MHC Klasse II-Moleküle vermehrt exprimierten. Damit sind sie ebenso wie die Makrophagen zur Antigenpräsentation fähig. Die Wirkung des von den transfizierten hRPE-Zellen sezernierten IL-10 auf die Proliferation von T-Lymphozyten wurde zwischen Tag 2 und Tag 6 (hTERT-RPE1-Zellen) beziehungsweise zwischen Tag 2 und Tag 4 (Spender-hRPE-Zellen) photometrisch untersucht. Die Proliferation allogener T-Lymphozyten mit beziehungsweise ohne Makrophagen konnte durch das sezernierte IL-10 supprimiert werden. Bei den hTERT-RPE1-Zellen lag ohne die Anwesenheit von professionellen APC am Tag 6 eine signifikante Reduktion der T-Lymphozytenproliferation vor, während bei Kokultivierung mit Makrophagen Signifikanzen am Tag 5 und Tag 6 erkennbar waren. Die immunsuppressive Wirkung von IL-10 konnte mittels Anti-IL-10-Antikörper neutralisiert werden. Damit wurde bewiesen, dass die proliferations-supprimierende Wirkung auf IL-10 zurückzuführen war. Diese Ergebnisse könnten demnach neue Möglichkeiten zur Verhinderung einer Abstoßungsreaktion nach RPE-Zelltransplantation bei Patienten mit AMD eröffnen / Age-related macular degeneration (AMD) is a disease of eyes affecting the macula lutea, the area of the retina with the highest density of retinal pigment epithelial cells (RPE cells). The disease is characterized by degeneration of RPE cells resulting in dystrophy of photoreceptors and finally loss of central vision. Transplantation of healthy RPE cells is a promising possibility for therapy but rejection of the allotransplant limits clinical application. One way to avoid this complications is a systemic immunosuppression of the recipient but this is combined with many side effects. In this thesis a self-constructed IL-10 expression vector (plasmid pCIneoIL-10) has been transferred into human RPE cells in vitro by gene transfer. In addition to human donor RPE cells a permanent RPE cell line (hTERT-RPE1 cells) was employed. Kationic lipids were used as transient transfection system for transfer of pCIneoIL-10 into hRPE cells. Three different lipid formulations and various ratios of transfection reagent:DNA were evaluated for highest transfection efficacy. With the optimized protocols a transfection efficacy of 23,3 ± 9,0 % (hTERT-RPE1 cells) and 10,3 ± 4,5 % (donor hRPE cells) was achieved. A negative influence on the viability of the hRPE cells after transfection was not observed. The IL-10 mRNA expression was analysed by reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). Only in transfected hRPE cells the IL-10 mRNA-amplicon with 383 bp in size was found. Secretion of IL-10 protein in the cell culture supernatants of transfected hRPE cells was investigated using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) daily for 7 days. The IL-10 protein concentrations peaked at day 3 with 10,3 ± 0,8 ng/ml (hTERT-RPE1 cells) and 3,1 ng/ml (donor hRPE cells). The amount of secreted IL-10 positively correlated with transfection efficacy. After stimulation with the immunmodulatory cytokine interferon-gamma (IFN-g) the expression of MHC class II molecules on hRPE cells is increasing. Therefore they are able to present antigens similar to macrophages. Hence, the effects of recombinantly expressed IL-10 on the proliferation of allogeneic T lymphocytes were investigated both with and without allogeneic macrophages as professional antigen presenting cells (APC). Proliferation of T lymphocytes has been investigated colorimetrically between day 2 and day 6 (hTERT-RPE1 cells) and day 2 and day 4 (donor hRPE cells) respectively. The proliferation of allogeneic T lymphocytes with and without macrophages could be suppressed by the secreted IL-10. Signifikant reduction of proliferation was observed at day 6 in absence of professional APC (14,1 ± 1,1 % to 100% of untransfected control) and between day 5 (44,1 ± 4,9 %) and day 6 (37,4 ± 6,3%) in the presence of macrophages. It was possible to neutralize the immunosuppressive effect of IL-10 with anti-IL-10 antibodies. Proving that the suppressive effect of T lymphocyte proliferation was caused by IL-10. Thus, the specific IL-10 gene transfer into hRPE cells prior to transplantation may prevent rejection process and could prove a reliable method to help prevent loss of central vision due to AMD.

Die Langlebigkeit reifer periphärer B Zellen ist abhängig von mindestens zwei Überlebenssignalen, einem tonischen Signal, welches vom B Zellrezeptor ausgeht und dem Zytokin B Zell aktivierender Faktor der TNF-Familie (BAFF). BAFF fördert nicht nur das Überleben von reifen B Zellen, sondern kontrolliert auch deren Funktionstüchtigkeit, indem es vielschichtige physiologische Prozesse wie Zellwachstum und –metabolismus, Energiehaushalt und Eintritt in den Zellzyklus reguliert. Zwei BAFF-induzierte molekulare Mechanismen, zum einen die Aktivierung des Akt Signaltransduktionsweges sowie die erhöhte Expression der onkogenen kinase Pim-2 zum anderen, führen zu Veränderungen in Effektorproteinen welche in der Lage sind diese physiologischen Zellveränderungen auszulösen. Die BAFF-induzierte Aktivierung von Akt hängt von der klassischen Proteinkinase C (PKC) beta ab und sowohl PKC beta-defiziente B Zellen als auch Mäuse zeigen Anzeichen von Unsensitivität gegenüber BAFF-Stimulation. Die Proteintyrosinkinase Syk spielt eine Rolle während der frühen B Zellentwicklung und wird in reifen B Zellen durch Stimulation des B Zellrezeptors aktiviert. Induzierbare Inaktivierung von Syk in Mäusen führt zum Verschwinden reifer B Zellen aus den periphären lymphoiden Organen, was auf eine unverzichtbare Funktion von Syk in der Vermittlung des tonischen B Zellrezeptorsignals schliessen läßt. / The maintenance of mature peripheral B cells depends on at least two survival cues, tonic signaling from the B cell receptor (BCR) complex and the extracellular cytokine B cell activating factor of the TNF family (BAFF). In addition to enhancing viability, BAFF controls the functional efficiency of the peripheral B cell pool by regulating complex physiological processes including cell growth, metabolism, energy homeostasis and entry into the cell cycle. BAFF-mediated induction of two molecular mechanisms, namely activation of the Akt signal transduction pathway and upregulation of the oncogenic kinase Pim-2 results in the modification of effector proteins including transcription factors and regulators of protein synthesis which are capable of executing the observed cellular physiological changes. The classic protein kinase C beta is instrumental in BAFF-induced Akt-activation and PKC beta-deficient B cells and mice show signs of partial refractiveness to BAFF. The protein tyrosine kinase Syk plays a role in early B cell development and is activated in mature B cells by immunogenic BCR-stimulation. Inducible ablation of Syk in mice results in the loss mature B cells from the peripheral lymphoid organs and reveals an indispensable function for Syk in tonic BCR survival signaling.

Psoriasis ist eine komplexe entzündliche Erkrankung der Haut. Charakteristisch ist eine dichte Infiltration von T-Lymphozyten und eine Hyperproliferation der Epithelschicht. Heutzutage belegen die Ergebnisse vieler experimteller Studien, daß Psoriasis eine T-Zell-induzierte Erkrankung ist. Die Spezifität der T-Zell-stimulierenden Antigene ist noch unbekannt. Voraussetzung für die Charakterisierung psoriatischer T-Zellen ist die Isolation von T-Zell-Klonen aus psoriatischen Plaques, deren Restimulation in vitro qualitativ und quantitativ erfaßbar ist. Hierfür haben wir einen hochsensiblen gamma-Interferon Elispot-Assay etabiert, der die Aktivität der T-Zellen aus Hautplaques erfaßt. Zudem zeigen wir, daß man aktivierte T-Zell-Klone mittels CD25-Markierung isolieren und anschließend klonieren kann. Unsere Ergebnisse können als eine Grundlage für weitere Versuche dienen, die die Spezifität von T-Zell-Klonen aus psoriatischen Plaques charakterisieren sollen. / Psoriasis is a complex inflammatory disease of the skin characterized by a dense infiltration of T-lymphocytes and a hyperproliferation of the epithelial layer. A host of experimental and clinical data suggest that psoriasis is a T cell mediated disorder. The nature of T-cell-stimulating antigens is still unknown. One way to identify putative antigen(s) is the definition of T-cell-receptor specifities using randomized combinatorial peptide libraries. This requires the isolation and expansion of T cell clones from psoriatic plaques in vitro. Therefore we established a gamma-interferon Elispot-assay which allows quantification of the frequency of activated plaque-derived T cells in vitro. In addition, we show that activated T cell clones can be sorted via CD25 and cloned. The expanded clones can also be restimulated by autologous cells. Our results should be useful in the design of experiments aiming at a systematic analysis of the specifity of T cell clones present in psoriatic plaques.