TY  - THES
A1  - Barnsteiner, Stefanie
T1  - CCR6 kontrolliert selektiv die Monozyten-vermittelte Entzündungsreaktion in der Atherosklerose
T1  - CCR6 selectively promotes monocyte mediated inflammation and atherogenesis in mice
N2  - Der Chemokinrezeptor CCR6 wird von einer Vielzahl unterschiedener Zelltypen exprimiert,
wie zum Beispiel Monozyten, Th17-Zellen und regulatorische T-Zellen,
die im Zusammenhang mit der Entstehung von Atherosklerose stehen. Um die
Bedeutung von CCR6 in der Pathogenese der Atherosklerose bestimmen zu können,
wurden CCR6-defiziente (Ccr6-/- ) Mäuse mit low-density lipoprotein receptordefizienten
(Ldlr-/-) Mäusen gekreuzt, um Tiere zu erhalten, die anfällig für Atherosklerose
und zudem CCR6-defizient sind. Nach acht Wochen pro-atherogener, fettreicher
western-type diet war die Ausprägung der atherosklerotischen Läsionen im
Aortensinus und der gesamten Aorta, sowie deren Gehalt an Plaquemakrophagen in
den Ccr6-/-Ldlr-/- Tieren im Vergleich zu den Ldlr-/- Kontrolltieren signifikant vermindert.
Die lokale und die systemische Verteilung von T-Zellen sowie die Häufigkeit
von Th1-, Th17-Zellen und regulatorischen T-Zellen blieb hingegen unverändert. Im
Gegensatz dazu reduzierte sich die Zahl der im Blut zirkulierenden Gr-1high und
Gr-1low Monozyten in den Ccr6-/-Ldlr-/- Tieren deutlich. Weiter konnte gezeigt werden,
dass über CCR6 in vitro die Adhäsion von Monozyten an inflammatorisch
verändertem Endothel und in vivo die Adhäsion von Leukozyten an das Endothel
der Karotiden vermittelt wird. Des Weiteren wurden in einem air pouch-Modell für
akute Entzündungsreaktionen mittels CCR6 spezifisch Monozyten, aber keine TZellen
rekrutiert.
Summa summarum konnte die Bedeutung von CCR6 auf verschiedenen Ebenen
der Pathogenese der Atherosklerose gezeigt werden: Während CCR6 für die Hypercholesterinämie
assoziierte adaptive Immunantwort entbehrlich ist, reguliert es
die Mobilisierung, Adhäsion und Rekrutierung von Monozyten und kontrolliert über
diese Mechanismen die Akkumulation von Makrophagen und Genese atherosklerotischer
Läsionen. CCR6 und sein Ligand CCL20 könnten somit vielversprechende
Ziele neuer pharmakologischer Therapieansätze sein, um auch die Atherogenese im
Menschen zu unterbinden.
Die Ergebnisse der Dissertation wurden im Dezember 2013 im Journal Thrombosis
and Haematostasis unter dem Titel “CCR6 selectively promotes monocyte mediated
inflammation and atherogenesis in mice“ in geteilter Erstautorenschaft von
Helga Manthey, Clément Cochain und Stefanie Barnsteiner veröffentlicht (PMID:
24114205).
N2  - The chemokine receptor CCR6 is expressed by various cell subsets implicated in atherogenesis,
such as monocytes, Th17 and regulatory T cells. In order to further define
the role of CCR6 in atherosclerosis, CCR6-deficient (Ccr6-/-) mice were crossed with
low-density lipoprotein receptor-deficient (Ldlr-/-) mice to generate atherosclerosisprone
mice deficient in CCR6. Compared to Ldlr-/- controls, atherosclerotic burden
in the aortic sinus and aorta were reduced in Ccr6-/-Ldlr-/- mice fed a high fat diet,
associated with a profound depression in lesional macrophage accumulation. Local
and systemic distributions of T cells, including frequencies of Th1, Th17 and regulatory
T cells were unaltered. In contrast, circulating counts of both Gr-1high and
Gr-1low monocytes were reduced in Ccr6-/-Ldlr-/- mice. Moreover, CCR6 was revealed
to promote monocyte adhesion to inflamed endothelium in vitro and leukocyte
adhesion to carotid arteries in vivo. Finally, CCR6 selectively recruited monocytes
but not T cells in an acute inflammatory air pouch model.
We here show that CCR6 functions on multiple levels and regulates the mobilisation,
adhesion and recruitment of monocytes/macrophages to the inflamed vessel, thereby
promoting atherosclerosis, but is dispensable for hypercholesterolaemia-associated
adaptive immune priming. Targeting CCR6 or its ligand CCL20 may therefore be a
promising therapeutic strategy to alleviate atherosclerosis.
The results of this doctoral thesis have been published in December 2013 in Thrombosis
and Haematostasis in equal contribution by Helga Manthey, Clément Cochain
and Stefanie Barnsteiner (PMID: 24114205).
KW  - Atherosklerose
KW  - atherosclerosis
KW  - chemokines
KW  - Chemokine
KW  - CCR6
KW  - Monozyten
KW  - Rekrutierung
KW  - monocyte
KW  - recruitment
Y1  - 2019
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-179104
ER  - 
TY  - THES
A1  - Hittler, Friederike Heléne
T1  - Chemokinrezeptorexpression auf humanen Monozyten vor und nach perkutaner Koronarangiographie mit Stentimplantation
T1  - Chemokine receptor expression in human monocytes before and after percutaneous coronary intervention and stent implantation
N2  - Die Koronare Herzkrankheit (KHK) zählt zu den häufigsten Todesursachen in Deutschland und weltweit. Die Atherosklerose der Herzkranzgefäße gilt als pathophysiologisches Korrelat der KHK. Die manifeste KHK geht mit Myokardhypoxie einher, persistierende Myokardhypoxie resultiert im Myokardinfarkt. Atherosklerose ist ein multifaktorieller, sich selbst verstärkender Inflammationsprozess, an dem multiple Zellen und Moleküle beteiligt sind. Hierzu zählen zum Beispiel das monozytär-phagozytäre System (MPS) und Chemokine sowie Chemokinrezeptoren. Auch im Regenerationsprozess nach Myokardinfarkt spielt die MPS-Chemokinrezeptor-Interaktion eine bedeutsame Rolle. Die perkutane Koronarintervention mit Stentimplantation (PCI) hat sich als geeignete Behandlungsmöglichkeit der manifesten KHK etabliert. Häufigste Komplikationsfolge der Implantation von Bare-Metal-Stents stellt die In-Stent-Restenose aufgrund einer überschießenden Inflammationsreaktion dar. Konsekutiv entwickelte Drug-Eluting-Stents sondern Immunmodulatoren zu Eindämmung der Inflammationsreaktion ab. Dadurch kommt es auch zu Eindämmung der gewollten Reendothelialisierung des Stents mit Zunahme gefürchteter Stent-Thrombosen. Ideal wäre demnach eine selektivere Hemmung der Inflammationsreaktion, die die gewünschte Reendothelialisierung nicht beeinträchtigt. Hierzu müssen die molekularbiologischen Zusammenhänge am Gefäßbett nach Stenting beleuchtet werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das Expressionsverhalten der Chemokinrezeptoren CXCR4, CX3CR1 und CCR2 auf Monozyten vor und nach PCI im humanen Modell untersucht, alle untersuchten Probanden litten an Atherosklerose, circa die Hälfte hatte bereits vormalig einen Myokardinfarkt erlitten. 24 Stunden nach Stenting zeigte sich eine signifikant geringere CXCR4-Expression und Positivität auf Monozyten der Gesamtpopulation. Dies ist vermutlich Korrelat einer Achsenaktivierung mittels CXCR4-typischer Rezeptorinternalisierung und mittels Abwanderung CXCR4-positiver Monozyten ins Gefäßbett und spricht für eine grundlegende Rolle der CXCR4-MPS-Interaktion nach PCI. Patienten, die bereits einen Myokardinfarkt erlitten hatten, konnten eine signifikant niedrigere CXCR4-Expression auf Monozyten aufweisen als die Vergleichsgruppe. Weiterhin zeigten Patienten mit pectanginösen Beschwerden einen signifikant höheren Rezeptorverlust an der Oberfläche der Monozyten nach Stenting. Dies deutet auf eine grundlegende Rolle der CXCR4-MPS-Interaktion bei Myokardhypoxie hin und liefert einen Einblick in das komplexe Geschehen der Infarktheilung und Hypoxiekompensation. 
Hypothetisch denkbar wäre eine protektive Rolle der CXCR4-Achse nach Ischämie, mit Hypoxie-vermittelter Präkonditionierung humaner Monozyten nach stattgehabtem Myokardinfarkt und konsekutiv basal gesteigerter CXCR4-Expression, die nach erneutem Hypoxie-Ereignis einen schnelleren Zugriff auf CXCR4-vermittelte, protektive Signalwege erlauben könnte. Patienten, die sich bereits vormals einem Stenting unterzogen hatten, konnten eine signifikant niedrigere CX3CR1-Expression auf Monozyten aufweisen. Dies steht in Kongruenz mit Ergebnissen von Tierstudien, die eine grundlegende Rolle von CX3CR1 im chronischen Monozytenrecruitment nach Gefäßverletzung beschrieben hatten. Für CCR2 ergaben sich keine relevanten Ergebnisse. Die Rolle der Interaktion der Chemokinrezeptoren CXCR4, CX3CR1 und CCR2 mit humanen Monozyten in Neointimagenese, Atherosklerose und Myokardheilung nach Infarkt ist nicht eindeutig beschrieben und wird zum Teil kontrovers diskutiert. Unsere Studie liefert interessante neue Erkenntnisse bezüglich der Beteiligung der untersuchten Rezeptoren und dem MPS bei den beschriebenen pathogenetischen Prozessen. Die erstmalig beschriebene CXCR4-MPS-Interaktion nach Stenting sowie die Hinweise auf eine Beteiligung von CX3CR1 im chronischen Monozytenrecruitment der humanen Neointimagenese liefern einen interessanten Anhaltspunkt für die Entwicklung neuer, selektiver Antagonisten im Kampf gegen die In-Stent-Restenose.
N2  - Coronary artery disease arising from atherosclerosis is a leading cause of death and morbidity worldwide. With the increasing emphasis on the importance of inflammation in atherosclerosis, more attention has been drawn to the role of chemokines and inflammatory cells. Here we 
investigated the expression of Chemokine Receptors CCR2, CX3CR1 and CXCR4 in human monocytes before and 24 hours after percutaneous coronary intervention and stent implantation.
KW  - Monozyten
KW  - PCI
KW  - KHK
KW  - CXCR4
KW  - CX3CR1
KW  - CCR2
KW  - Chemokinrezeptoren
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-107731
ER  - 
TY  - THES
A1  - Neumann, Annick
T1  - Reaktive Sauerstoffradikale bei der Schmerzentstehung
T1  - Reactive oxygen species in the development of pain
N2  - Schmerzen sind ein Hauptsymptom der Entzündung. Während der Entzündungsreaktion führt die Freisetzung von Zytokinen und Chemokinen zur Einwanderung von Leukozyten in das entzündete Gewebe. Durch die Freisetzung weiterer proalgetischer Mediatoren tragen Leukozyten zur Sensitivierung des Nozizeptors bei und verursachen damit die Schmerzentstehung. 
In Verhaltensexperimenten verursacht intraplantare Injektion des Monozyten-rekrutierenden Chemokins CCL2 bei Wistar Ratten eine Hyperalgesie. Gleichzeitige Injektion von CCL2 mit dem Enzym Katalase oder dem Superoxiddismutasemimetikum TEMPOL verhindert die Entwicklung der CCL2-induzierten Hyperalgesie. Dark Agouti Ratten mit einer verringerten Aktivität der NADPH-Oxidase, aufgrund eines Polymorphimus im Gen ncf1, entwickeln keine CCL2-induzierte Hyperalgesie. 
In dieser Arbeit wurde die Bedeutung von Monozyten/Makropagen und reaktiven Sauerstoffradikalen für die Entstehung der CCL2-induzierten Hyperalgesie untersucht. In vitro wurde die Bildung von reaktiven Sauerstoffradikalen in humanen Monozyten und Peritonealmakrophagen aus Wistar und Dark Agouti Ratten nach Stimulation mit CCL2 untersucht. In vivo wurde die Bildung des Lipidperoxidationsproduktes 4-HNE im Pfotengewebe von Wistar und Dark Agouti Ratten nach CCL2 Injektion untersucht.
N2  - Pain is a cardinal symptom of inflammation. During inflammation liberation of cytokines and chemokines lead to immigration of leukocytes into the inflamed tissue. Via liberation of proalgetic mediators leukocytes sensitize the nociceptor and cause the development of pain. 
In behavioural tests intraplantar injection of CCL2, which mediates the recruitement of monocytes into the tissue, causes hyperalgesia in Wistar rats. Admission of enzyme catalase or superoxiddismutase mimetic TEMPOL together with CCL2 blocks the development of CCL2-induced hyperalgesia. 
Dark Agouti rats, having a reduced activity of the NADPH oxidase because of a polymorphism in ncf1, do not develop CCL2-induced hyperalgesia. 
This work investigated the influence of monocytes and reactive oxygen species on CCL2-induced hyperalgesia. The production of reactive oxygen species in human monocytes and peritoneal macrophages from Wistar and Dark Agouti rats was measured in vitro after CCL2 stimulation. The content of lipidperoxidation product 4-HNE was measured after CCL2 injection into paws of Wistar and Dark Agouti rats.
KW  - Entzündung
KW  - Monozyten
KW  - reaktive Sauerstoffradikale
KW  - Schmerz
KW  - CCL2
KW  - Hyperalgesie
Y1  - 2014
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-100943
ER  - 
TY  - THES
A1  - Partheil, Anna
T1  - Monozyten und Prostaglandine in der Schmerzentstehung
T1  - Monocytes and prostaglandins in the development of inflammatory pain
N2  - Schmerz ist eine klassische Komponente von Entzündungsreaktionen. Im Rahmen des Entzündungsgeschehens werden Zytokine und Chemokine freigesetzt, die Leukozyten zum Entzündungsort rekrutieren.  Über die Freisetzung weiterer proalgetischer Mediatoren tragen diese zur Aktivierung und Sensitivierung von Nozizeptoren und damit zur Schmerzentstehung bei. Das Monozyten-rekrutierende Chemokin CCL2 verursachte in Verhaltensexperimenten eine Hyperalgesie bei Ratten. Die Hyperalgesie war durch den Cox-2 Inhibitor Parecoxib vollständig reversibel. Daher wurde in dieser Arbeit  die Rolle von Monozyten und Prostaglandinen in der Entstehung dieser Hyperalgesie untersucht. Dazu wurde in vitro die Cox-2 Expression und die Prostaglandin-Bildung in humanen Monozyten und Peritonealmakrophagen der Ratte nach CCL2 Stimulation bestimmt. Zudem wurde in vivo die Cox-2 Expression im Rückenmark und in der Rattenpfote nach CCL2 Injektion in die Pfote untersucht.
N2  - One of the main components of inflammation is pain. In inflammation cytokines and chemokines are secreted and recruit leukocytes to the site of inflammation. Leukocytes release proalgesic mediators that activate and sensitize nociceptors and cause pain. Behavioral tests showed that the chemokine CCL2 (monocyte recruiting protein 2) causes hyperalgesia in rats. This hyperalgesia was blocked by parecoxib, a Cox-2 inhibitor. To further investigate the role of monocytes and prostaglandins in the development of hyperalgesia, Cox-2 expression and prostaglandin production were determined in vitro after stimulation of human monocytes and rat peritoneal macrophages with CCL2. In vivo, Cox-2 expression in spinal cord and paw tissue of rats was examined after injection of CCL2 into the paw.
KW  - Schmerz
KW  - CCL2
KW  - pain
KW  - Entzündung
KW  - Monozyten
KW  - Prostaglandine
KW  - inflammation
KW  - monocytes
KW  - prostaglandins
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-85091
ER  - 
TY  - THES
A1  - Uhlenhut, Klaus
T1  - Effekte eines standardisierten Kiefernrindenextraktes und dessen Metabolit auf NO und NO-Synthasen
T1  - Effects of a standardized pine bark extract and its metabolite on NO and NO-synthases
N2  - Um die Grundlagen für die in klinischen Studien beim Einsatz des standardisierten Kiefernrindenextraktes (Pycnogenol®) gefundenen Effekte auf einer mechanistischen zellulären Ebene aufzuklären, wurde in der hier vorliegenden Arbeit der Einfluss der Komponenten des Extraktes und dessen Metabolit M1 (chemisch benannt δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolacton bzw. 5 (3,4 Dihydroxybenzyl)dihydrofuran 2(3H) on) hinsichtlich der Wirkung auf Stickstoffmonoxid(= NO)-produzierende Systeme untersucht. NO ist an einer Vielzahl von physiologischen und pathophysiologischen Prozessen in lebenden Organismen beteiligt. Im Menschen sind bislang drei NO-Synthasen bekannt: die induzierbare (iNOS), die hinsichtlich der Pathologie vor allem mit entzündlichen Vorgängen assoziiert wird, die endotheliale (eNOS), die bei Gefäß- und Herzkreislauferkrankungen eine Rolle spielt, und die neuronale (nNOS), die mit der Gedächtnisbildung, aber auch mit zytotoxischen Prozessen im Gehirn etwa bei Morbus Alzheimer oder der Parkinson-Krankheit in Verbindung gebracht wird. Der nach peroraler Einnahme des Extraktes im Darm durch metabolisierende Kolonbakterien entstehende und darauf im Plasma erscheinende Metabolit M1, dem bei allen durchgeführten Untersuchungen besonderes Augenmerk zuteil wurde, zeigte eine starke konzentrationsabhängige Inhibierung der NO-Freisetzung der iNOS aus einer durch einen Entzündungsreiz stimulierten murinen Makrophagenzellkultur (IC50= 1,28 µg/mL). Im Vergleich mit Fraktion I des Kiefernrindenextraktes, die vor allem monomere Extraktbestandteile enthält, und Hydrocortison zeigte M1 zusätzlich einen stärkeren Hemmeffekt auf die NO-Freisetzung nach dem Entzündungsreiz. Die Zytotoxizität von M1 im Testsystem war dabei als gering einzustufen. Interessanterweise wurde neben den NO-Radikalfängereigenschaften von M1 auch ein deutlich hemmender konzentrationsabhängiger Effekt auf die iNOS-Proteinexpression gefunden (IC50= 3,78 µg/mL). Da die bislang im Plasma bestimmten M1-Konzentrationen deutlich geringer als die in Zellkulturversuchen wirksamen waren, wurde eine mögliche Anreicherung von M1 in Gegenwart von Serumproteinen in humanen Endothelzellen, primären Monozyten und murinen Makrophagen untersucht. Dabei wurde eine starke Bindung von M1 an die Zellen gezeigt und Hinweise für eine potentiell erleichterte Aufnahme von M1 durch membranständige Transporter unter Einsatz eines Influx-Hemmers (Phloretin) gefunden. Zur Untersuchung der eNOS, die sehr geringe Mengen NO produziert, wurden neue methodische Ansätze entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden zuvor unbekannte Fallstricke bei der Verwendung der Fluoreszenzsonde DAF-2 (4,5-Diaminofluorescein) zur NO-Detektion und dem Einsatz unterschiedlicher Detektionssysteme entdeckt. DAF-2 zeigte unter verschiedenen Bedingungen auch ohne extern zugegebene NO-Quelle und besonders beim Einfrieren/Auftauen unerwarteterweise eine Konversion zum korrespondierenden NO-Addukt (DAF-2T). Die eingesetzten monomeren Testsubstanzen ((+)-Catechin, (-)-Epicatechin, Resveratrol, M1) waren über die Testzeiträume deutlich instabil mit dynamischer Eigenfluoreszenz. Sowohl über kurze (≤ 45 min) als auch über längere Zeiträume (14-20 h) wurde entsprechend der Redoxaktivität der eingesetzten Polyphenole eine konzentrationsabhängige scheinbar hemmende Wirkung auf die extrazelluläre NO-Freisetzung der eNOS gezeigt. Die eNOS-Proteinexpression blieb durch die verwendeten Monomere weitestgehend unbeeinflusst. Durch eine hohe Konzentration der Fraktion I des Kiefernrindenextraktes wurde eine Steigerung der eNOS-Proteinkonzentration in Endothelzellen gefunden, wobei zytotoxische Artefakte dabei nicht auszuschließen waren. Als kompetitive endogene Inhibitoren der NOS wurden in vivo in jüngster Zeit methylierte Arginine (ADMA= asymmetrisches, SDMA= symmetrisches Dimethylarginin) entdeckt. In einer randomisierten, kontrollierten, doppelt-blinden klinischen Studie mit einem Cross-over Design am Universitätsklinikum Zürich mit 28 Patienten, die an einer koronaren Herzerkrankung litten, wurden die Plasmaspiegel methylierter Arginine vor und nach 8 wöchiger Einnahme des Kiefernrindenextraktes bestimmt. Es zeigte sich dabei trotz einer Verbesserung der flussinduzierten Gefäßerweiterungskapazität (Flow-mediated dilation) und Verringerung der 15-F2t-Isoprostan-Plasmaspiegel keine signifikante Veränderung der Plasmakonzentrationen von ADMA, SDMA und ET-1 (Endothelin-1) durch die Einnahme des Extraktes. Die nNOS kommt vor allem im Gehirn, aber auch in Muskelzellen vor. Der Einsatz des Metaboliten M1 führte zu keinen deutlichen Effekten auf die konstitutive nNOS-Expression in einem Rhabdomyosarkom(A-673)-Zellkulturmodell. Zur Beantwortung der Frage, wie wahrscheinlich es ist, dass zur möglichen Beeinflussung von (patho)-physiologischen zerebralen Prozessen Polyphenole in vivo das Gehirn erreichen, wurde erstmals ein in silico-Modell zur Vorhersage der Verteilung von ausgewählten polyphenolischen Substanzen zwischen Blut und Gehirn entwickelt. Damit wurde anschließend eine Reihenfolge mit logBB-Werten (logarithmierter Quotient aus Konzentration im Blut und im Gehirngewebe) geordnet nach einer entsprechend dem Modell wahrscheinlich höheren Verteilung ins Gehirn für die untersuchten Substanzen berechnet: Protocatechusäure < Quercetin < Cyanidin < (+) Catechin < (-)-Epicatechin < Phloretin < M1. Insgesamt schienen die untersuchten polyphenolischen Substanzen eher schwach bluthirnschrankengängig zu sein. Der Metabolit M1 zeigte den höchsten logBB-Wert und somit die höchste Wahrscheinlichkeit der untersuchten Polyphenole, die Blut-Hirnschranke in vivo zu überwinden. Im Kontext einer möglichen Anwendung bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen wurde zusätzlich ein Extrakt aus der Frucht von Morinda citrifolia L. in einem primären Monozyten-Zellkulturmodell auf seine Eigenschaften hin die Sekretion der Matrix-Metalloprotease-9 (MMP-9) aus Immunzellen nach einem Entzündungsreiz zu beeinflussen untersucht. Dabei zeigten die Extraktverdünnungen deutliche konzentrationsabhängige Hemmeffekte um bis zu ~50 % der maximalen MMP-9 Sekretion, die mit dem Einsatz von Hydrocortison vergleichbar waren. Somit konnten in der vorliegenden Arbeit neue Beiträge zur Wirkungsweise der untersuchten Pflanzenextrakte und vor allem zum Verständnis der möglichen Effekte von Polyphenolen auf physiologisch relevante NO-Systeme sowie zur methodischen Wissenserweiterung der komplexen NO-Analytik geleistet werden.
N2  - Many clinical trials with the administration of a standardized maritime pine bark extract (Pycnogenol®) have shown benefical effects. In order to study the basic mechanistic principles of how the extract might work on a cellular level the impact of the extract components and especially of the metabolite M1 (chemically named δ-(3,4-Dihydroxyphenyl)-γ-valerolactone or 5 (3,4 Dihydroxybenzyl)dihydrofuran 2(3H) one) on nitric oxide (NO) producing systems was tested and evaluated. NO is involved in many physiological and pathophysiological processes in living organisms. There are three different isoforms of NO-synthases (NOS) known in humans so far: the inducible NOS (iNOS) is pathologically associated with inflammatory processes, the endothelial NOS (eNOS) is linked to (cardio-)vascular diseases, and the neuronal NOS (nNOS) plays a role in memory formation, but is also put in context to neuronal cytotoxicity within the course of Alzheimer’s and Parkinson’s disease. The metabolite M1 is generated by microbiota in the human colon after per os ingestion of the pine bark extract and thereafter enters the circulation. M1 showed a strong concentration dependent inhibition of NO-release by iNOS from murine macrophages after an inflammatory stimulus (IC50= 1.28 µg/mL). M1 was even more potent at inhibiting NO-release from macrophages than fraction I of the pine bark extract, which predominantly contains monomeric extract compounds, and slightly more potent than hydrocortisone. Cytotoxicity of M1 was found to be modest in the test system. In addition to the NO-radical scavenging activities of M1 there were also profound concentration dependent inhibitory effects on iNOS protein expression (IC50= 3.78 µg/mL). As there is a gap between determined plasma concentrations of M1 after pine bark extract ingestion and required bioactive concentrations in cell culture test systems the binding of M1 to human endothelial cells, human monocytes and murine macrophages in the presence of serum proteins was determined in order to test for cellular M1 accumulation. There was a strong binding of M1 to these cells and a possible facilitated uptake via distinct membrane transporters was shown with using an influx-inhibitor (phloretin). In order to analyze the very small amounts of NO produced by eNOS new methodic approaches were established. Formerly unkown pitfalls and limitations with using the fluorescence dye DAF-2 (4,5-diaminofluorescein) and with applying different detection systems for NO were revealed. DAF-2 was subject to conversion to the NO adduct triazolofluorescein (DAF-2T) even without an externally added NO source under certain assay and storage conditions, especially after freezing and thawing sample solutions. Thus control of spontaneous reagent conversion is advisable. The monomers (+)-catechin, (-)-epicatechin, resveratrol, and M1 were not stable over time and displayed highly dynamic auto-fluorescence. In accordance with their radical scavenging activity the polyphenols seemingly showed a concentration dependent inhibitory effect on NO-release from endothelial cells over short (≤ 45 min) and longer incubation periods (14-20 h). After incubation with the monomers eNOS-protein expression was not markedly affected. When applying very high concentrations of fraction I of the extract an increase of cellular eNOS protein content was observed, but cytotoxic artefacts could not be ruled out though. Recently, competitive endogenous in vivo inhibitors of NOS were identified as methylated arginines (ADMA= asymmetric-, SDMA= symmetric dimethylarginine). In the course of a randomized, double-blind, placebo-controlled and cross-over designed clinical trial, which was conducted at the University of Zurich and enrolled 28 coronary heart disease patients, plasma concentrations of methylated arginines before and after the 8-week intake of pine bark extract were determined. Despite of improvements in flow-mediated dilation parameters and decrease of 15-F2t-Isoprostane plasma concentrations there was no significant alteration of plasma concentrations of ADMA, SDMA and ET-1 (endothelin-1) after the pine bark extrakt intake. The nNOS is found in neuronal cells but is also expressed in other cell types like muscle cells. In a rhabdomyosarcoma (A-673) cell culture model the metabolite M1 had no meaningful effect on nNOS expression. In order to contribute answering the question whether polyphenols are likely to cross the blood brain barrier an in silico model for predicting polyphenol distribution between blood and brain tissue (logBB) was developed. logBB values for selected polyphenols were calculated and resulted in the following rank order with increasing probability of an uptake into the brain: protocatechuic acid< quercetin < cyanidin < (+) catechin < (-)-epicatechin < phloretin < M1. The metabolite M1 showed the highest logBB value of the tested polyphenols and thus had the highest predicted feasibility for crossing the blood brain barrier as described with the newly established computer based model. The extract of the fruits from Morinda citrifolia L. is traditionally utilized for the treatment of inflammatory diseases. Applying a primary human monocyte cell culture model the extract was tested for its ability to inhibit the secretion of matrix-metalloprotease-9 after an inflammatory stimulus. Dilutions of the extract in cell culture media showed profound concentration dependent inhibitory effects with up to a ~50 % decrease of metalloprotease secretion that were comparable to hydrocortisone. Thus, new and substantial contributions were made in this work allowing a better understanding of the mode of action of the tested plant extracts, especially of the effects of polyphenols on physiological relevant nitric oxide systems, and gaining a deeper methodical knowledge in the challenging field of NO-analysis.
KW  - Stickstoffmonoxid
KW  - Strandkiefer
KW  - Rinde
KW  - Extrakt
KW  - Stickstoffmonoxid-Synthase
KW  - Metabolit
KW  - EA.hy 926
KW  - DAF-2
KW  - Radikal
KW  - HPLC
KW  - Monozyten
KW  - free radicals
KW  - DAF-2
KW  - (+)-Catechin
KW  - nitric oxide
KW  - metabolite
KW  - hplc
KW  - EA.hy 926
KW  - monocyte
KW  - macrophage
Y1  - 2012
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-72102
ER  - 
TY  - THES
A1  - Steinack, Carolin
T1  - Untersuchungen zum Differenzierungspotential humaner Monozyten in vitro: Nachweis Insulin- und C-Peptid-positiver Zellen
T1  - Investigation of in vitro modified human blood monocytes: Characterisation by immunohistochemistry and functional proof of their insulin
N2  - Monozyten lassen sich in vitro nicht nur zu Makrophagen und Dendritischen Zellen differenzieren, sondern auch in eine Vielzahl nicht-phagozytierender Zellen. Monozyten scheinen somit über pluripotente Eigenschaften zu verfügen. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob sich kultivierte Monozyten tatsächlich in Insulin-exprimierende Zellen differenzieren lassen. Monozyten von gesunden Spendern im Alter zwischen 20 und 26 Jahren wurden untersucht. Die über eine Leukozytenapherese gewonnenen Mono- zyten wurden über Adhärenz angereichert und für sechs Tage in X-Medium mit den Cytokinen M-CSF und IL-3 und für weitere 15 Tage in Y-Medium mit den Cytokinen HGF und EGF inkubiert. Die Zellen wurden immunhistochemisch und funktionell untersucht. Frisch isolierte Blutmonozyten waren vor ihrer Kultivierung negativ für Insulin, C-Peptid und Glukagon. Am 4. Kulturtag wurden Insulin und C-Peptid in den kultivierten Monozyten nachgewiesen. Die Expression von Insulin war jedoch nicht stabil: während am Tag 11 der Anteil Insulin-positiver Zellen bei ca. 80% lag, waren am Tag 14 nur noch ca. 30% der kultivierten Zellen Insulin-positiv. Dies wurde ebenfalls für den Nachweis von C-Peptid beobachtet. Auch die Expression von Glukagon war nicht stabil. Diese Beobachtung wird darauf zurückgeführt, dass sich die Monozyten zu Makrophagen differenzierten und diese eindeutig kein Insulin produzieren. Da Zellen Insulin aufnehmen und speichern können, sollte in dieser Arbeit die Frage geklärt werden, ob immunhistochemisch zu unterscheiden ist, ob Zellen Insulin gebildet (de novo Insulin) oder unspezifisch aufgenommen haben. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass zum eindeutigen Nachweis von de novo Insulin der Nachweis von C-Peptid unbedingt zu fordern ist. Die in dieser Arbeit durchgeführten Experimente mit aufgereinigtem Insulin belegen, dass für aufgenommenes Insulin – im Gegensatz zu de novo Insulin – C-Peptid immun- histochemisch nicht nachzuweisen ist. Das aus in vitro kultivierten Monozyten isolierte Insulin war in diabetischen Mäusen biologisch aktiv, d.h. es senkte den Blutzuckerspiegel kurzfristig. Hierzu wurden geerntete Monozyten der Kulturtage 6-12 im Ultraschallbad aufgeschlossen und der zellfreie Überstand diabetischen Mäusen injiziert. Insgesamt senkten 11 der 31 (35,5%) in dieser Arbeit getesteten Überstände den Blutzuckerspiegel dieser Tiere um mehr als 15%. Bezogen auf die 18 Proben, die einen Effekt zeigten, sind dies sogar 61%. In dieser Arbeit wurde somit erfolgreich gezeigt, dass in vitro modifizierte Monozyten Insulin exprimieren, das den Blutzuckerspiegel diabetischer Mäuse senkt.
N2  - Monocytes differentiate not only in macrophages and dendritic cells but also in a variety of non-phagocytic cells. Monocytes or a subpopulation of monocytes seem to exhibit pluripotent diversity. In the present study the potential of in vitro cultured monocytes to differentiate into insulin-expressing cells was analysed. Monocytes of healthy human donors between 20 and 26 years old were analysed. They were obtained by leukocyte aphaeresis, enriched by adherence and cultured six days in X-Medium containing MCS-F und IL-3 and a further 15 days in Y-Medium containing HGF and EGF. The cells were characterized by immunohistochemistry and functional assays. Freshly isolated blood monocytes were negative for insulin, C-peptide and glucagon. In contrast, cultured monocytes were positive for insulin and C-peptide, detectable after 4 days in culture. However, the insulin expression was unstable. On day 11 of culture the amount of insulin-positive cells reached a maximum of 80 percent positive, by day 14 of culture the amount of insulin-positive cells had decreased to 30 percent. Similar results were obtained for C-peptide and glucagon. It seems that monocytes lost the ability to express insulin during their differentiation into macrophages. It is well known, that cells are able to take up and accumulate exogenous insulin. One aim of this study was to differentiate by immunohistochemistry between de novo insulin and exogenous insulin taken up by the cells from the environment. We showed that the presence of C-peptide must be proven to clearly identify de novo insulin. Experiments with purified insulin demonstrated that cells that took up purified insulin were negative for C-peptide. Insulin isolated from in vitro cultured monocytes demonstrated biological activity and reduced blood glucose levels in diabetic mice. Eleven of 31 in vivo tested cell-free supernatants (35.5 percent) lowered blood glucose levels in diabetic mice by more than 15 percent. The results of the study show that in vitro modified monocytes are able to produce insulin that reduces blood glucose levels in diabetic mice.
KW  - Insulin
KW  - Insulinstoffwechsel
KW  - Monozyten
KW  - Differenzierung
KW  - C-Peptid
KW  - Monocytes
KW  - Differentiation
KW  - C-Peptid
Y1  - 2010
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-55518
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidt, Kay-Renke Meinard Werner
T1  - Charakterisierung in vitro modifizierter humaner Blutmonozyten: Überprüfung von Kulturbedingungen und funktioneller Nachweis von Insulin
T1  - Characterisation of in vitro modified human peripheral blood monocytes: culture conditions and functional proof of insulin
N2  - Das Konzept, Insulin-produzierende Zellen als Ersatz für zerstörte Beta-Zellen beim Diabetes mellitus Typ I einzusetzen, ist auch weiterhin hoch attraktiv. Eine Alternative zur Herstellung Insulin-produzierender Zellen aus embryonalen oder adulten Stammzellen könnten in vitro modifizierte, Insulin-positive Monozyten sein. Seit längerem ist bekannt, dass sich Monozyten in Makrophagen und Dendritische Zellen differenzieren. Weniger bekannt ist, dass sich Monozyten auch in eine Vielzahl nicht-phagozytierender Zellen differenzieren können. Hierzu gehören auch Insulin-positive Zellen. Für die optimale Zelltherapie ist zu fordern, dass die Zellen nicht nur ihre Funktion im Patienten beibehalten, sondern dass von ihnen auch kein immu-nologisches Risiko ausgeht. Blutmonozyten lassen sich einfach gewinnen und stünden somit als autologer Zellersatz für eine mögliche Zelltherapie zur Verfügung. Monozyten von zwölf gesunden Spendern im Alter zwischen 23 und 57 Jahren wurden untersucht. Die Monozyten wurden durch Adhärenz angereichert und für sechs Tage in X-Medium mit den Cytokinen M-CSF und IL-3 und für weitere vier Tage in Y-Medium mit den Cytokinen HGF und EGF inkubiert. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass sich Insulin-positive Monozyten routine-mäßig aus peripheren Blutmonozyten gesunder Spender mittels Leukapharese gewinnen lassen. Frisch isolierte periphere Blutmonozyten waren vor ihrer Kultivierung negativ für Insulin und C-Peptid. Nach zehntägiger Kultur wurden 77±16% Insulin-positive und 49±30% C-Peptid-positive Monozyten nachgewiesen. Weiterhin exprimierten 60±4% der Zellen den Monozytenmarker CD14. Auch wurde gezeigt, dass die Kulturbedingungen die Ausbeute an Insulin-positiven Monozyten beeinflussen. Aus jeweils drei Millionen Insulin-positiven Monozyten wurde das Insulin isoliert und diabetischen Mäusen mit einem Blutzuckerspiegel von 300-600 mg/dL subkutan injiziert (n=8). Daraufhin sank der Blutzuckerspiegel um 51%±12% innerhalb einer Stunde. Auch Insulin-positive Monozyten, die diabetischen Mäusen subkutan injiziert wurden, waren in der Lage, den Blutzuckerspiegel bis zum Zeitpunkt Ihrer Abstoßung aktiv zu regulieren (n=4). In einem Pilotversuch wurde zudem gezeigt, dass transplantierte Insulin-positive Monozyten langfristig (> 100 Tage) den Blutzuckerspiegel einer diabetischen immuninkompetenten Maus regulieren. In dieser Arbeit wurde somit erfolgreich gezeigt, dass in vitro modifizierte Monozyten biologisch aktives Insulin enthalten.
N2  - The concept of cell replacement in diabetes mellitus type 1 is to transplant insulin-producing cells into the patient, where these cells should compensate for the lost function of patient's own destroyed beta cells. Insulin-producing beta cells developed from embryonic stem cells, but adult stem cells that are part of any tissue, may also have the potential to different into insulin-producing cells. Recent data indicates that circulating monocytes, known to have the capacity to differentiate into a variety of phagocytes, including macrophages and dendritic cells, are more multipotential than previously thought. They also have the potential to differentiate into a variety of cell types, including insulin-producing cells. In this study the function of monocyte-derived insulin-producing cells was characterised in vitro and in vivo. Blood monocytes are easily harvested from the peripheral blood by leucocyteapheresis. Monocytes of twelve healthy donors between 23 and 57 years of age were analysed in detail. For this purpose, monocytes were enriched by adherence and cultured in X-medium containing the cytokines M-CSF and IL-3 for six days and then in Y-medium containing HGF and EGF for four days. Insulin and c-peptide were detected by immunohistochemistry. Freshly isolated peripheral blood monocytes were negative for insulin and c-peptide. In contrast, freshly isolated peripheral blood monocytes cultured for ten days stained positive for insulin and c-peptide: 77±16 percent of the cells were positive for insulin and 49±30 percent for c-peptide. In addition, these cultured cells expressed the monocyte marker CD14. Different culture conditions were tested, but in the late phase of culture macrophages always dominated the population. Insulin of three million insulin-positive monocytes was isolated and injected subcutaneously into diabetic mice with a blood glucose level between 300-600 mg/dL (16.7-33.3 mmol/L) (n=8). Blood glucose levels were lowered by 51±12% within one hour. Even living insulin-positive monocytes subcutaneously transplanted into diabetic mice were able to regulate blood glucose levels into "normal" regions until their rejection (n=4). In a first attempt we could show that insulin positive monocytes transplanted into immunocompromised diabetic mice have the ability to regulate blood glucose levels permanently. In vitro modified peripheral blood monocytes appear to be a potential source of insulin-producing cells and an alternative cell source for stem cells. However, the induction of insulin biosynthesis in surrogate beta cells is not the only goal. These cells must secrete insulin in response to physiological signals, e.g. increased blood glucose levels. The biological activity of monocyte insulin was successfully proved in diabetic mice and the long-term results in immunocompromised diabetic mice underline the potential of transplanted in vitro modified monocytes to regulate blood glucose levels in a physiological way. However, further investigations are necessary to estimate the possible potential of in vitro modified monocytes for cell replacement strategies.
KW  - Monozyten
KW  - Insulin
KW  - Immunhistologie
KW  - biologische Aktivität
KW  - Diabetes mellitus
KW  - diabetes mellitus
KW  - insulin
KW  - monocytes
KW  - immunohistology
Y1  - 2009
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-38342
ER  - 
TY  - THES
A1  - Ebert-Dümig, Regina
T1  - Expression und Regulation 1,25(OH) 2 -Vitamin D 3-responsiver Gene in monozytären Zellen
T1  - Expression and regulation of 1,25 dihydroxyvitamin D3 responsive genes in monocytic cells
N2  - Das Secosterid Vitamin D3 wird durch die Nahrung aufgenommen oder im Organismus synthetisiert, wobei eine Reaktion in der Haut durch einen photochemischen Prozess katalysiert wird.Durch zwei Hydroxylierungsschritte in Leber und Niere wird Vitamin D3 über 25(OH) Vitamin D3 zum aktiven 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon. 1,25(OH)2 Vitamin D3 hat eine wichtige Funktion im Knochenstoffwechsel, es reguliert die Ca2+-Resorption im Dünndarm. Die 1,25(OH)2 Vitamin D3-Synthese in der Niere wird durch Parathormon (PTH) kontrolliert. Ist die Serum Ca2+-Konzentration niedrig, wird PTH ausgeschüttet und die 1a-Hydroxylase, das 25(OH) Vitamin D3-aktivierende Enzym, stimuliert. Das Prinzip der (Seco)steroid-Aktivierung und -Inaktivierung in glandulären Organen, wie Leber und Niere mit anschließender Freisetzung der aktiven Hormone und Transport zu den jeweiligen Zielgeweben gilt heute nicht mehr uneingeschränkt. Auch Einzelzellen sind in der Lage Steroid-modifizierende Enzyme, die Hydroxylasen und Dehydrogenasen, zu exprimieren. Monozytäre Zellen exprimieren das 1,25(OH)2 Vitamin D3-aktivierende und das -inaktivierende Enzym, die 1a-Hydroxylase und die 24-Hydroxylase. Sie sind somit in der Lage, 1,25(OH)2 Vitamin D3 zu sezernieren, welches parakrin auf Nachbarzellen wirken kann. In diesem Zusammenhang wurde die Expression und Regulation der 1a-Hydroxylase in peripheren Blutmonozyten (PBM) und monozytären THP1-Zellen untersucht. Durch Supplementation der Zellen mit dem Substrat 25(OH) Vitamin D3 konnte die Produktion an aktivem 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon in PBM signifikant gesteigert werden. In PBM konnte im Gegensatz zum systemischen Ca2+-Stoffwechsel nur ein geringer Einfluss auf die 1a-Hydroxylase-Aktivität beobachtet werden. Durch RT-PCR-Amplifikation konnte eine Expression des PTH Rezeptors Typ 1 (PTHR1) in PBM und Dendritischen Zellen nachgewiesen werden. Ein weiterer Ligand des PTHR1 ist PTH related Protein (PTHrP), ein Faktor der die Tumorhyperkalzämie propagiert. Durch Markierungsexperimente mit fluoreszenz-markiertem PTHrP konnte gezeigt werden, dass PTHrP an die Zellmembran von PBM und Dendritischen Zellen bindet und in den Zellkern von Dendritischen Zellen transportiert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Expression 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsive Gene in Monozyten/Makrophagen untersucht. Die Expression der 24-Hydroxylase wird innerhalb der Differenzierung von myeloischen THP1-Zellen zu Makrophagen- bzw. Osteoklasten-ähnlichen Zellen transient induziert. Als weiteres 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsives Gen wurde die Expression von Osteopontin (OPN) untersucht. OPN ist ein vor allem in Knochen vorkommendes Matrixprotein, das wesentlich an der Zelladhäsion beteiligt ist. OPN wird in THP1-Zellen im Zuge der Differenzierung zunehmend exprimiert. Durch immunhistochemische Untersuchungen konnte OPN in Granulomen von Morbus Crohn- und Leberschnitten detektiert werden. Es spielt hier eine wesentliche Rolle bei der Granulomentstehung. Die Thioredoxin Reduktase 1 (TR1) ist ein Selenoenzym, welches maßgeblich an der Reduktion von Disulfidbindungen in Proteinen beteiligt ist. Es moduliert Protein/Protein- und Protein/DNA-Interaktionen wie die Bindung der Transkriptionsfaktoren AP1 und NFkB an DNA-responsive Elemente. Die Expression der TR1 wird in THP1-Zellen im Rahmen der Differenzierung induziert und ist in differenzierten Zellen maximal. Aktivitätsmessungen deckten sich mit dieser Beobachtung. In peripheren Blutmonozyten steigt die TR-Aktivität alleine durch Adhäsion der Zellen an das Kulturgefäß und nach Behandlung mit 1,25(OH)2 Vitamin D3. Die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit zeigten eine Abhängigkeit der TR-Aktivität vom Differenzierungsgrad der Zellen und der Supplementation des Mediums mit dem Spurenelement Selen. Die Expression weiterer Selenoproteine in monozytären Zellen wurde nachgewiesen. So konnten durch 75Selenit-Markierungsexperimente neun Selenoproteine in THP1-Zellen detektiert werden, von denen fünf sezerniert werden. Ein weiteres, in monozytären Zellen charakterisiertes Selenoprotein ist die zelluläre Glutathionperoxidase. Ihre Aktivität konnte in Selenit-supplementierten Zellen um das 70fache gesteigert werden. Die Kultivierung monozytärer Zellen unter Selenit-Supplementation beeinflusst die Funktion dieser Zellen wesentlich. So konnte beobachtet werden, dass die Anzahl an phagozytierenden, zu Makrophagen differenzierten THP1-Zellen nach Selenit-Supplementation abnahm, während die Phagozytoserate der einzelnen Zellen anstieg. Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass monozytäre Zellen mit Komponenten des 1,25(OH)2 Vitamin D3 Stoffwechsels ausgestattet sind und aktives 1,25(OH)2 Vitamin D3-Hormon produzieren, sezernieren und inaktivieren können. Die lokale Kontrolle der 1,25(OH)2 Vitamin D3 Stoffwechsels ausgestattet sind und aktives 1,25(OH)2 Vitamin D3-responsiver Gene, wie die Expression des Selenoproteins TR1, das einen direkten Einfluss auf den Redoxstatus und den Abbau reaktiver Sauerstoffverbindungen in diesen und Nachbarzellen ausübt.
N2  - The secosteroid 1,25(OH)2 vitamin D3 is either taken up by our daily diet or it is formed by a photochemical prosess in the skin. In liver and kidney vitamin D3 is hydroxylated in two steps to 25(OH) vitamin D3 and the active hormone 1,25(OH)2 vitamin D3. 1,25(OH)2 vitamin D3 plays an important role in bone metabolism. It is a key regulatorof the resorption of Ca2+ in the intestine. In the kidney 1,25(OH)2 vitamin D3 synthesis is controlled by parathyroid hormone (PTH). When the concentration of serum Ca2+ is low, PTH is secreted and 1a-hydroxylase, the 25(OH) vitamin D3 activating enzyme is induced in kidney. The picture of (seco)steroid activation and inactivation in glandular organs, like the liver and kidney, and the release and transport of the activated hormone to the target tissues has been modified recently. Single cells are also able to express steroid-modifying enzymes like hydroxylases and dehydrogenases. Monocytes express the 1,25(OH)2 vitamin D3-activating and the inactivating enzyme, i.e. the 1a-hydroxylase and the 24-hydroxylase. Thus they are able to build and secrete 1,25(OH)2 vitamin D3 which can act on neighbouring cells in a paracrine way. In this context the expression and regulation of the 1a-hydroxylase in peripheral blood monocytes (PBM) and THP1 cells was investigated. By supplementation of cells with the substrate 25(OH) vitamin D3 the production of active 1,25(OH)2 vitamin D3 hormone could be enhanced significantly in PBM. In PBM only a slight influence of PTH on 1a-hydroxylase activity could be observed, in contrast to the regulation in systemic Ca2+-metabolism. An expression of PTH receptor type 1 (PTHR1) could be verified by RT-PCR from whole RNA isolated from PBM and dendritic cells. A further ligand of PTHR1 is PTH related protein (PTHrP), a factor which propagates the humoral hypercalcemia of malignancy. Labeling experiments with a fluorescently marked PTHrP showed clustered membrane staining of PBM and dendritic cells and a transport to the nucleus of dendritic cells. The expression of 1,25(OH)2 vitamin D3-responsive genes in monocytes/macrophages was investigated. 24-hydroxylase is induced transiently during the differentiation of myeloid THP1 cells to macrophages and osteoclast-like cells, respectively. Next, the expression of osteopontin (OPN), a further 1,25(OH)2 vitamin D3 responsive gene was studied. OPN is a matrix protein that is mainly found in bone, it carries a RGD-motive in its aminoacid sequence which can bind to integrins and is involved in cell adhesion. The expression of OPN is increased during differentiation of THP1 cells. By immunohistochemistry OPN could be detected in Crohn's disease and liver granulomas where it also plays an important role in granuloma formation. The thioredoxin reductase 1 (TR1) is a selenoenzyme that is mainly involved in the reduction of disulfide bonds of proteins. It modulates protein/protein and protein/DNA interactions like the binding of the transkription factors AP1 and NFkB to DNA-responsive elements. The expression of TR1 mRNA is induced during differentiation and is maximal in differentiated cells. Activity measurments parallel these observations. In PBM TR-activity is increased by the event of adhesion of cells to the culture dish and after treatment with 1,25(OH)2 vitamin D3. A dependence of TR-activity on the degree of differentiation of cells and the supplementation of the medium with the trace element selenium was observed. The expression of further selenoproteins in monocytic cells was investigated. In THP1 cells nine selenoproteins could be detected By labeling experiments with 75selenite. Five were found as secreted proteins in the culture supernatant. In monocytes cellular glutathione peroxidase (cGPx) is a well characterized selenoprotein. Activity could be increased 70fold by selenit supplementation. Under selenite supplementation the number of differentiated THP1 cells capable of phagocytosis was diminished while the rate of phagocytosis of single cells was enhanced. Taken together, the experiments clearly indicate that monocytic cells are equipped with the components of 1,25(OH)2 vitamin D3 metabolism and thus are capable of 1,25(OH)2 vitamin D3 hormone synthesis, secretion and turnover. Moreover, local control of 1,25(OH)2 vitamin D3 synthesis and inactivation directly regulates the expression of 1,25(OH)2 vitamin D3-responsive genes like the selenoprotein TR and thus even impacts on the cellular redox-status and defense against reactive oxygen species in these and neighbouring cells.
KW  - Vitamin D3
KW  - Stoffwechsel
KW  - Zelldifferenzierung
KW  - Molekulargenetik
KW  - 1
KW  - 25 Dihydroxyvitamin D3
KW  - Monozyten
KW  - Selenit
KW  - Selenoprotein
KW  - 1
KW  - 25 dihydroxyvitamin D3
KW  - monocyte
KW  - selenite
KW  - selenoprotein
Y1  - 2000
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-1101
ER  -