Mikroglia sind residente Makrophagen-artige Zellen des Zentralnervensystems (ZNS), die das Gewebe kontinuierlich auf Anzeichen homöostatischer Störungen überwachen. Als die wesentlichen immunkompetenten Effektorzellen im Hirnparenchym exprimieren sie eine Vielzahl von Rezeptoren für pathogen-assoziierte molekulare Strukturmuster (pathogen-associated molecular patterns, PAMPs). Zu diesen Rezeptoren zählt der Toll-like receptor (TLR) 4, der nicht nur Reaktionen der Mikroglia auf bakterielle Infektionen, sondern auch auf Gewebe Schädigungen ermöglicht. Stimulation des TLR4 mit bakteriellem Lipopolysaccharid (LPS) und endogenen schädigung-sassoziierten molekularen Strukturen (damage-associated molecular patterns, DAMPs), die durch Gewebebeeinträchtigung freigesetzt werden, löst sowohl TRIF- als auch MyD88-abhängige Signalkaskaden aus. Die damit induzierte Freisetzung von Zytokinen und Chemokinen rekrutiert und instruiert periphere Immunzellen für eine Protektion und unterstützende Geweberegeneration des ZNS. Wir zeigen hier, dass der TLR4-Korezeptor CD14 ein essenzieller gate keeper für die Generierung von Immunantworten im ZNS ist, die durch LPS oder E. coli-Verabreichung, aber auch durch mechanisches Trauma und ischämischen Schlaganfall ausgelöst werden. In gewissem Gegensatz zu extraneuralen Makrophagen nutzen Mikroglia CD14 zur Erlangung einer extremen Sensitivität gegenüber sehr geringen LPS-Mengen. Gleichzeitig schützt CD14 Mikroglia vor überschießenden Reaktionen auf hohe LPS-Dosen und verhindert dabei insbesondere die exzessive Produktion von CXCL1, eines chemoattraktiven Signals für neutrophile Granulozyten. Entsprechend unterstützt CD14 die ZNS-Rekrutierung von Monozyten und Neutrophilen durch niedrige LPS-Dosen, während es die verstärkte Einwanderung von Neutrophilen durch hohe Dosen von LPS oder E. coli verhindert. Als eine besonders wichtige Funktion beschreiben wir dabei die absolute CD14-Abhängigkeit DAMP-ausgelöster und TLR4-vermittelter Immunreaktionen. CD14-Defizienz (unter cd14-/--Bedingungen) oder CD14 Blockade (durch Antikörper) löschen mikrogliale Reaktionen, die durch Plasma-Fibronektin (als repräsentatives DAMP-Molekül) ausgelöst werden können, komplett aus und beeinträchtigen die Leukozyten-Infiltration nach ZNS-Trauma. Bei einer ischämischen ZNS-Schädigung weisen cd14-/--Mäuse im Gehirn nicht nur weniger Monozyten auf, sondern gleichzeitig ein vergrößertes Infarktvolumen. Wir konnten für Interferon (IFN) b eine Schlüsselfunktion in der CD14-vermittelten Eindämmung der CXCL1-Synthese darstellen, die auf eine negative CD14/TLR4-TRIF-IFNβ-INAR1-Jak- Rückkopplung für MyD88-getriebene Chemokine schließen lässt. Obwohl CD14 somit TLR4-vermittelte Reaktionen auf infektiöse und nicht-infektiöse Agenzien orchestriert, wird seine Expression durch verschiedene TLR-Liganden und Zytokine reguliert. Letztlich unterliegen damit CD14-kontrollierte Funktionen selbst einer komplexen Kontrolle durch ZNS-residente und eingewanderte periphere Zellen. Diese Regulationen können über die Einbeziehung oder den Ausschluss der Kapazitäten des TLR4-Komplexes für eine Schadenserkennung während der ZNS-Reaktionen in unterschiedlichsten pathologischen Szenarien entscheiden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0023-98EB-3 |
| Date | 22 September 2014 |
| Creators | Janova, Hana |
| Contributors | Hanisch, Uwe-Karsten Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ |
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