@phdthesis{Reinsberg2023,
  author    = {Reinsberg, Friederike Anna Christine},
  title     = {Die Bedeutung des gp130-Internalisierungmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte Signale und das Antigenpr{\"a}sentationspotential muriner Knochenmarksmakrophagen},
  doi       = {10.25972/OPUS-27705},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-277052},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2023},
  abstract  = {Interleukin 6 (IL-6) bewirkt als Entz{\"u}ndungsmediator eine autokrine Makrophagen (MΦ) -Stimulation. Zur Verhinderung pathologischer Entz{\"u}ndungsaktivit{\"a}t sind IL-6-Signale stark reguliert, unter anderem durch die Dileucin-vermittelte Endozytose des Signaltransduktors gp130. Klassisches IL-6-Signaling ist abh{\"a}ngig von der Expression von IL-6Rα und gp130 auf der Zelloberfl{\"a}che, w{\"a}hrend IL-6-trans-Signaling durch l{\"o}slichen IL-6Rα nur von der gp130-Expression abh{\"a}ngt. Die Bedeutung des Dileucin-Internalisierungsmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte Signale in MΦ ist jedoch unklar. Ziel der vorliegenden Arbeit war eine Charakterisierung muriner GM-CSF- und M-CSF-ausgereifter Knochenmarks (KM) -MΦ hinsichtlich der Relevanz des gp130-Internalisierungsmotivs f{\"u}r IL-6-vermittelte-Signale. Hierzu wurde die gp130LLAA-Mauslinie als knock in-Modell zur Suppression der gp130-Endozytose verwendet. KM-MΦ entwickeln durch die Ausreifung mittels GM-CSF oder M-CSF einen distinkten Ph{\"a}notyp: M-CSF-ausgereifte KM-MΦ exprimieren mehr gp130 und IL-6Rα auf der Zelloberfl{\"a}che als GM-CSF-ausgereifte KM-MΦ. Dies limitiert sowohl klassisches als auch IL-6-trans-Signaling in GM-CSF-ausgereiften KM-MΦ: IL-6 induziert in diesen eine geringere STAT1-Aktivierung, das IL-6/IL-6Ra-Fusionsprotein hyper-IL-6 eine geringere STAT1- und STAT3-Aktivierung. KM-MΦ aus gp130LLAA-M{\"a}usen exprimieren mehr gp130 als KM-MΦ aus WT-M{\"a}usen bei {\"a}hnlichen Mengen IL-6Rα. Dabei ist die Rezeptorexpression auf gp130LLAA-KM-MΦ unabh{\"a}ngig vom Ausreifungsfaktor GM-CSF oder M-CSF. Durch die erh{\"o}hte gp130-Expression induziert IL-6-trans-Signaling in gp130LLAA-KM-MΦ eine st{\"a}rkere STAT1-Aktivierung als in WT-KM-MΦ, dies gilt insbesondere bei Ausreifung mit GM-CSF. Dagegen sind die STAT3-Aktivierung durch IL-6-trans-Signaling und die STAT1- und STAT3-Aktivierung durch klassisches IL-6-Signaling unabh{\"a}ngig von der Expression des Dileucin-Internalisierungsmotivs. Unklar bleibt, warum IL6-vermittelte Signale in GM-CSF-ausgereiften KM-MΦ st{\"a}rker durch Dileucin-abh{\"a}ngige gp130-Endozytose reguliert werden als in M-CSF-ausgereifte KM-MΦ. Weitere Untersuchungen sind n{\"o}tig.},
  subject      = {Makrophage},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dresselhaus2022,
  author    = {Dresselhaus, Lena Katharina},
  title     = {Die Rolle der gp130 Endozytose f{\"u}r die Hom{\"o}ostase der B- und T-Zellen},
  doi       = {10.25972/OPUS-28902},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-289025},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {IL-6 spielt eine wichtige Rolle bei der Immunantwort, Entz{\"u}ndung und H{\"a}matopoese. Das Glykoprotein 130 (gp130) wird ubiquit{\"a}r exprimiert und bildet als Dimer die signaltransduzierende Rezeptoreinheit f{\"u}r das IL-6 Signal. Die biologische Wirkung des IL-6 ist abhängig von der Dauer und Stärke des induzierten Signals. Die gp130 Rezeptorexpression stellt einen bedeutenden Faktor zur Beeinflussung des IL-6 Signals dar. Die im Rahmen dieser Arbeit untersuchte gp130LLAA Maus weist eine Punktmutation im gp130 Rezeptor auf, bei der das Dileucin-Motiv (L874, L785) im zytoplasmatischen Bereich von gp130 zu Dialanin verändert wurde. F{\"u}r die Endozytose ist das intrazelluläre Dileucin-Motiv erforderlich, da das Adapterprotein AP-2 an dieses Motiv bindet und dadurch den Transport mittels Clathrin-umh{\"u}llter Vesikel beg{\"u}nstigt. Die beschriebene Punktmutation hat zur Folge, dass die veränderte Form von gp130 resistent gegen{\"u}ber der Liganden- und crosstalk-vermittelten Endozytose ist. Da IL-6 generell eine wichtige Rolle bei der Differenzierung hämatopoetischer Zellen spielt, so auch bei T- und B-Zellen, wurde der Einfluss der gp130LLAA Mutation auf die Homöostase dieser lymphoiden Zellen untersucht. F{\"u}r die Versuche wurden sowohl B- und T-Zellen und jeweilige Subpopulationen aus der Milz von WT Mäusen und gp130LLAA Mäusen untersucht.},
  subject      = {Endocytose},
  language  = {de}
}
@phdthesis{HergovitsgebWalter2018,
  author    = {Hergovits [geb. Walter], Sabine},
  title     = {Relevanz der gp130 Endozytose bei der Maturierung und Differenzierung dendritischer Zellen sowie Charakterisierung des molekularen Mechanismus der OSM-vermittelten Induktion antiviraler Gene},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-150562},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Interleukin-6 (IL-6)-Typ Zytokine, allen voran IL-6 und Oncostatin M (OSM), besitzen pleiotrope Eigenschaften und spielen eine wichtige Rolle bei einer Vielzahl biologischer Prozesse. Als Akutphaseinduktoren sind IL-6 und OSM an der Initialisierung entz{\"u}ndlicher und immunologischer Prozesse beteiligt, k{\"o}nnen aber ebenso die Differenzierung und das Zellwachstum beeinflussen. Ihre biologische Wirkung vermitteln sie {\"u}ber die Bindung an einen multimeren Rezeptorkomplex. Dieser weist im Fall von IL-6 eine hexamere Struktur auf und besteht aus je zwei Molek{\"u}len des Glykoproteins 130 (gp130), des IL-6 α Rezeptors (IL-6R) und IL-6. Der Rezeptor von OSM hingegen ist ein Heterodimer und besteht aus gp130 und dem OSM Rezeptor (OSMR) oder aber aus gp130 und dem leukemia inhibitory factor (LIF) Rezeptor (LIFR). Die Zytokine der IL-6-Familie vermitteln die Induktion des Jak/STAT (Januskinase/signal transducer and activator of transcription), PI3K/Akt (Phosphoinositid-3-Kinasen/AKR thymoma oncogene homolog) und MAPK (mitogenaktivierte Proteinkinase) Signalwegs. Da eine unkontrollierte Aktivierung dieser Signalkaskaden jedoch zu chronisch entz{\"u}ndlichen Erkrankungen oder abnormen Zellwachstum f{\"u}hren kann, ist eine Regulation durch verschiedene R{\"u}ckkopplungsmechanismen essentiell. Neben der Rekrutierung inhibitorisch wirkender Proteine, wie den Mitgliedern der SOCS (suppressors of cytokine signaling) Familie und Tyrosinphosphatasen, gilt die Rezeptorinternalisierung als regulierender Mechanismus. Der erste Teil der vorliegenden Dissertation geht der Fragestellung nach, wie die Expression des IL-6-Rezeptors w{\"a}hrend der Differenzierung und Maturierung dendritischer Zellen (DZ) reguliert ist und welche Relevanz die gp130-Internalisierung bei diesen Entwicklungsprozessen spielt. DZ geh{\"o}ren zu den professionellen antigenpr{\"a}sentieren Zellen (APZ) und gelten als Bindeglied zwischen der angeborenen und adaptiven Immunantwort. Sie spielen insbesondere bei der Polarisation der T-Helferzellen (Th1, Th2, Th17, Treg) eine wichtige Rolle. DZ repr{\"a}sentieren eine heterogene Zellpopulation, die auf Basis ihrer Entstehung, ihres Vorkommens und/oder ihrer Funktionen in verschiedene Subtypen unterteilt werden und sich u.a. durch die Expression bestimmter Oberfl{\"a}chenmarker unterscheiden lassen. Es ist bekannt, dass DZ sowohl gp130 als auch den IL-6R auf ihrer Oberfl{\"a}che exprimieren, weshalb ihre Differenzierung und Maturierung durch IL-6 beeinflusst werden kann. Obwohl Studien der letzten Jahre bereits eindrucksvoll die Relevanz des IL-6-Signals f{\"u}r die DZ Entwicklung belegt haben, bleibt dessen Funktion f{\"u}r diese Prozesse bisher kontrovers diskutiert. Inwiefern eine ver{\"a}nderte Rezeptorexpression auf diesen Zellen Einfluss auf die biologische Wirkung von IL-6 nimmt, wurde bisher nicht untersucht und war daher Ziel der hier durchgef{\"u}hrten Experimente. Mit Hilfe GM-CSF-gereifter DZ aus murinem Knochenmark (KM-DZ) sowie steady state DZ aus peripheren lymphatischen Organen konnte gezeigt werden, dass die Expression von gp130 und IL-6R bereits w{\"a}hrend der DZ Differenzierung unterschiedlich reguliert ist. Konventionelle DZ (kDZ) aus Milz und Lymphknoten wiesen ein h{\"o}heres Expressionsniveau f{\"u}r den IL-6-Rezeptor auf als plasmazytoide DZ (pDZ). Es wurde nachgewiesen, dass die gp130 Expression im Verlauf der DZ Differenzierung stetig zunimmt, w{\"a}hrend nahezu keine Ver{\"a}nderung f{\"u}r die Expression des IL-6R festzustellen war. In weiteren Experimenten konnte dar{\"u}ber hinaus belegt werden, dass die Reifung der DZ, induziert durch Lipopolysaccharid (LPS), Tumornekrosefaktor-α (TNFα) oder Choleratoxin (Ctx), zu einer Cross-Regulation von gp130 f{\"u}hrt. Diese konnte im Fall von TNFα und Ctx auf eine vor{\"u}bergehende Internalisierung des Rezeptors in Folge der Aktivierung der Serin-/Threonin-Kinase MK2 (MAPK-aktivierte Proteinkinase 2) zur{\"u}ckgef{\"u}hrt werden. Untersuchungen von KM-DZ aus der gp130 knockin Mauslinie gp130LLAA, die sich durch eine Punktmutation des beschriebenen Endozytose-Motivs des Rezeptors auszeichnet, f{\"u}hrten zu dem Schluss, dass LPS gp130 {\"u}ber einen bisher noch nicht beschriebenen Mechanismus reguliert. Dieser vermittelt eine fr{\"u}he Clathrin-abh{\"a}ngige Internalisierung von gp130 und f{\"u}hrt schließlich zu einer langfristigen Inhibierung der gp130 Expression. Die Regulation der IL-6 Rezeptorexpression ist insofern von Bedeutung als dass vermutet werden kann, dass das IL-6/STAT3-Signal f{\"u}r die Aufrechterhaltung eines unreifen DZ Ph{\"a}notyps wichtig ist. Ferner kann vermutet werden, dass die Limitierung der Responsivit{\"a}t gegen{\"u}ber LIF (und vermutlich auch OSM) f{\"u}r die Differenzierung von DZ wichtig ist, da die Expression des LIFR {\"u}ber die Dauer der KM-DZ Differenzierung stark herunterreguliert wurde. Eine Expression des OSMR auf DZ wurde hingegen nicht nachgewiesen und steht demzufolge im Gegensatz zu bisher ver{\"o}ffentlichten Untersuchungen. Im Rahmen dieses ersten Projekts wurde ebenfalls untersucht, wie sich die ver{\"a}nderte gp130 Endozytose auf die Hom{\"o}ostase myeloider und lymphoider Zellen auswirkt. Bei den hierf{\"u}r analysierten gp130LLAA M{\"a}usen wurde eine geringf{\"u}gige Verminderung der Frequenz und absoluten Zellzahl von kDZ in der Milz sowie eine Zunahme der Frequenz und absoluten Zellzahl von pDZ und Makrophagen in den inguinalen Lymphknoten nachgewiesen. Dar{\"u}ber hinaus wurde ein Anstieg in der Frequenz und absoluten Zellzahl von T-Zellen, jedoch eine Abnahme der B-Zellen in der Milz beobachtet. Im zweiten Teil der Dissertation sollte die OSM-vermittelte Induktion antiviraler Gene in prim{\"a}ren humanen dermalen Fibroblasten (HDF) untersucht werden. Typ I Interferone (IFN) gelten als zentrale Zytokine der antiviralen Immunantwort. Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass eine Reihe proinflammatorischer Zytokine ebenso die antivirale Immunantwort beeinflussen k{\"o}nnen, indem sie u.a. die Expression der pattern recognition receptors (PRR) regulieren. PRR sind Teil des angeborenen Immunsystems und f{\"u}r die Erkennung von Pathogenen durch die Bindung an konservierte Pathogen-assoziierte molekulare Strukturen (PAMPs, Pathogen-associated molecular patterns) wichtig. Im zweiten Teilprojekt der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass OSM dazu in der Lage ist, die Induktion der im Zytoplasma lokalisierten PRR Retinoic acid inducible gene-I (RIG-I) und Melanoma differentiation-associated protein 5 (MDA5) zu vermitteln. Mit Hilfe von RNA Interferenzstudien konnte nachgewiesen werden, dass die Expression dieser beiden RNA-Helikasen von der OSM-vermittelten STAT1 Aktivierung abh{\"a}ngig ist und {\"u}ber einen STAT3/SOCS3-abh{\"a}ngigen Mechanismus reguliert wird. W{\"a}hrend die Blockade der STAT1 Expression zu einer Inhibierung der OSM-induzierten Expression der Helikasen f{\"u}hrte, wurde durch den Verlust von STAT3 oder SOCS3 die Expression von RIG-I und MDA5, aufgrund einer st{\"a}rkeren und l{\"a}nger anhaltenden STAT1-Phosphorylierung, signifikant erh{\"o}ht. Zus{\"a}tzlich konnte ein additiver Effekt zwischen der OSM- und IFNγ-vermittelten Helikasenexpression belegt werden. Dieses Resultat steht im Einklang mit vorhergehenden Ver{\"o}ffentlichungen, die einen Crosstalk zwischen OSM und Typ I IFN bei der antiviralen Abwehr gegen das Hepatitis C Virus beschreiben.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Schaefer2018,
  author    = {Sch{\"a}fer, Carmen},
  title     = {Influence of interleukin-6-type cytokine oncostatin M on murine aortic vascular smooth muscle cells},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-135527},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2018},
  abstract  = {Oncostatin M (OSM) is a cytokine of the interleukin-6 family and released in the early phase of inflammation by neutrophils, activated macrophages, dendritic cells, and T lymphocytes. Its roles in physiology and disease are not entirely understood yet. It has been shown recently that substantial amounts of OSM are found in atherosclerotic plaques. The first part of this thesis addresses the effects of OSM on vascular smooth muscle cells (VSMCs). This cell type is known to contribute to atherogenesis and expresses the type I and type II OSM receptor complexes. This study revealed that OSM is a strong inducer of an array of genes which have recently been shown to play important roles in atherosclerosis. Investigation of VSMCs isolated from OSMRbeta-deficient (Osmr-/-) mice proved that the regulation of these target genes is entirely dependent on the activation of the type II OSMR complex. In addition to OSM, other cytokines expressed by T lymphocytes were found to contribute to plaque development. According to earlier publications, the influence of IL-4, IL-13, and IL-17 on the progression of plaques were discussed controversially. Nevertheless, for the regulation of investigated atherosclerotic target genes and receptor complexes in VSMCs, they seemed to play a minor role compared to OSM. Only the expression of the decoy receptor IL-13Ralpha2 - a negative feedback mechanism for IL-13-mediated signalling - was strongly induced after treatment with all mentioned cytokines, especially when VSMCs were primed with OSM before stimulation. The second part of this thesis focuses on the role of OSM during the progression of atherosclerosis in vivo. Therefore, Ldlr-/-Osmr-/- mice were generated by crossing Ldlr-/- mice - a typical mouse model for atherosclerosis - with Osmr-/- mice. These double-deficient mice together with Ldlr-/-Osmr+/+ mice were set on cholesterol rich diet (Western diet, WD) for 12 weeks before they were sacrificed. Determination of body and organ weight, staining of aortas and aortic roots as well as gene expression profiling strongly suggested that Ldlr-/-Osmr-/- mice are less susceptible for plaque development and weight gain compared to Ldlr-/-Osmr+/+ mice. However, further experiments and additional controls (C57Bl/6 and Osmr-/- mice) on WD are necessary to clarify the underlying molecular mechanisms. Taken together, the interleukin-6-type cytokine OSM is a strong inducer of an array of target genes involved in de-differentiation and proliferation of VSMCs, a process known to contribute substantially to atherogenesis. Further in vivo studies will help to clarify the role of OSM in atherosclerosis.},
  subject      = {Arteriosklerose},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Drechsler2012,
  author    = {Drechsler, Johannes},
  title     = {Determination of the hypertrophic potential of Oncostatin M on rat cardiac cells and the characterisation of the receptor complexes utilised by rat Oncostatin M},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85215},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Interleukin-6 (IL-6), oncostatin M (OSM), leukaemia inhibitory factor (LIF) and cardiotrophin-1 (CT-1) are members of the IL-6-type cytokine family that is characterised by sharing the common receptor subunit gp130. While the involvement of these polypeptides in cell differentiation, cell survival, proliferation, apoptosis, inflammation, haematopoiesis, immune response and acute phase reaction has already been demonstrated, the description of their role in development and progression of cardiac hypertrophy is still rather limited. A model has been postulated that declares the transient expression of IL-6-type cytokines as protective, while a continuous cardiac secretion of these proteins seems to be rather harmful for the heart. Within the first part of the study (results 4.1, 4.2 and 4.3) it was shown that OSM induces hypertrophy of primary neonatal rat cardiomyocytes (NRCM), just as its related cytokines LIF, CT-1 and hIL-6/hsIL-6R (hsIL-6R, human soluble IL-6 receptor). Regarding the hypertrophic potentials the LIFR/gp130 utilising cytokines (hLIF, hOSM and hCT-1) are stronger inducers than the OSMR/gp130 utilising mOSM. Human IL-6/hsIL-6R which signals via a gp130 homodimer has the weakest hypertrophic effect. The thorough analysis of typical signalling pathways initiated by IL-6-type cytokines revealed that STAT3 phosphorylation at Y705 seems to be the most important hypertrophy promoting pathway. In addition and in contrast to published work, we clearly demonstrate that classical IL-6 signalling (upon pure IL-6 treatment) has no hypertrophic effect on cardiomyocytes, because they lack sufficient amounts of the membrane-bound IL-6R. This is also true for neonatal rat cardiac fibroblasts (NRCFB). Since these cells can also influence cardiac hypertrophy, signalling pathways and target genes were additionally examined in NRCFB in response to OSM, LIF and IL-6/sIL-6R. One of the key findings of this thesis is the selective change in expression of cytokines and receptors of the IL-6 family in both cell types upon IL-6-type cytokine stimulation. A striking difference between NRCM and NRCFB is the fact that the target gene induction in NRCM is of similar duration upon mOSM and hIL-6/hsIL-6R treatment, while hIL-6/hsIL-6R is capable of promoting the induction of OSMR and IL-6 significantly longer in NRCFB. By searching for transcription factors or intermediate cytokines which could be responsible for this difference, a strong correlation between increased Il6 transcription and amount of mRNA levels for C/EBPβ and C/EBPδ was observed in response to IL-6/sIL-6R stimulation. Interestingly, mOSM also mediates the induction of C/EBPβ and δ, but the initiation is significantly less efficient than in response to IL-6/sIL-6R. Therefore, we assume that mOSM stimulation fails to reach threshold values required for a prolonged IL-6 secretion. Since we additionally observe a slight IL-6R mRNA upregulation in NRCFB, we assume that the combination of IL-6, LIF, C/EBPβ, C/EBPδ and IL-6R expression might be responsible for the observed different kinetics with which IL-6 and OSM stimulate NRCFB. In addition to the aforementioned proteins, members of the renin-angiotensin system seem to support the IL-6-type cytokine mediated hypertrophy. Since it has already been shown that angiotensin II vice versa induces IL-6 expression in NRCM and NRCFB, this enhanced expression of AT1α and ACE could be of crucial interest for the hypertrophy supporting phenotype. The second part of the presented work dealt with the characterisation of the receptor complexes of rat OSM. The central question of this analysis was, whether rOSM, just like mOSM, only binds the type II (OSMR/gp130) receptor complex or is able to utilise the type II and type I (LIFR/gp130) receptor complex. Using different experimental approaches (knock-down of the OSMR expression by RNA interference, blocking of the LIFR by LIF-05, an antagonistic LIF variant, and generation of stably transfected Ba/F3 cells expressing the newly cloned rat OSMR/gp130 or LIFR/gp130 receptor complex) we can clearly show that rat OSM surprisingly utilises both, the type I and type II receptor complex. Therefore it closely mimics the human situation. Furthermore, rOSM displays cross-species activities and stimulates cells of human as well as murine origin. Its signaling capacities closely mimic those of human OSM in cell types of different origin in the way that strong activation of the JAK/STAT, the MAP kinase as well as the PI3K/Akt pathways can be observed. Therefore, the results obtained in the last section of this thesis clearly suggest that rat disease models would allow evaluation of the relevance of OSM for human biology much better than murine models.},
  subject      = {Interleukin 6},
  language  = {en}
}