TY  - THES
A1  - Timmermann, Meike
T1  - Zelluläre Regulation und klinische Aspekte des monocyten-/macrophagenspezifischen Proteins CD163
T1  - Cellular regulation and clinical aspects of the monocyte/macrophage-specific protein CD163
N2  - In der vorliegenden Arbeit wurde die zelluläre Regulation des monocyten-/ macrophagenspezifischen Oberflächenproteins CD163 untersucht und klinische Aspekte der löslichen Form des CD163 (sCD163) diskutiert. sCD163 wird in vivo durch einen inflammatorischen Reiz von der Zelloberfläche abgespalten. Bislang waren jedoch noch keine Mediatoren charakterisiert worden, die immer unter Entzündungsbedingungen vorhanden sind. In den eigenen Untersuchungen des Shedding von CD163 konnten für die Generierung des sCD163 neue endogene Aktivatoren identifiziert werden. Sowohl reaktive Sauerstoffspezies, wie Wasserstoffperoxid oder Stickstoffmonoxid, als auch das Produkt von endogenen Oxidationsreaktionen mit reaktiven Sauerstoffspezies 8-iso Prostaglandin F2a erwiesen sich als potente Aktivatoren des Shedding von CD163. Neben den bekannten physiologischen Funktionen des 8-iso Prostaglandin F2a konnte erstmals eine neue Funktion bei Entzündungen definiert werden. Dieser Effekt wurde spezifisch durch 8-iso Prostaglandin F2a hervorgerufen, da das isomere Prostaglandin F2a unter gleichen Bedingungen keinen Einfluss auf das Shedding von CD163 ausübte. Das Immunsuppressivum Cyclosporin A konnte ebenfalls als Induktor des Shedding von CD163 ermittelt werden. Damit konnte zusätzlich zur bekannten immunmodulatorischen Wirkung des Cyclosporin A eine weitere antiinflammatorische Wirkung über Monocyten/Macrophagen aufgezeigt werden. Durch Untersuchungen der Inhibierung des Shedding von CD163 konnten Gemeinsamkeiten bezüglich der in die sCD163-Generierung involvierten Mediatoren dargestellt werden. Obwohl die untersuchten Verbindungen wahrscheinlich über unterschiedliche Signalwege das Shedding von CD163 induzieren, waren die Anwesenheit von reaktiven Sauerstoffspezies und intrazellulärem Calcium und die Beteiligung einer TIMP-3-sensitiven Metalloproteinase an diesem Prozess essentiell. Bei einem Vergleich zwischen dem Shedding von CD163 und Tumor necrosis factor-a (TNF-a) ergaben sich Gemeinsamkeiten durch die Induktion des Shedding beider Verbindungen durch 8-iso Prostaglandin F2a und in sehr viel geringerem Maße durch Wasserstoffperoxid. Im Gegensatz dazu waren deutliche Unterschiede in dem Ausmaß der induzierten Stimulation des Shedding durch Stickstoffmonoxid, Prostaglandin F2a und Cyclosporin A zu erkennen. Im Hinblick auf die entgegengesetzten Wirkungen von sCD163 als antiinflammatorisch wirkende Verbindung und TNF-a als proinflammatorisches Cytokin, konnte dargestellt werden, dass die Freisetzung durch unterschiedliche Aktivatoren erfolgt. Nach Bestimmung der Konzentrationen von sCD163 und 8-iso PGF2a in bronchoalveolärer Lavage-Flüssigkeit von Patienten mit Cystischer Fibrose konnten keine abschließende Aussagen über die Eignung beider Parameter als biologische Marker für chronische Entzündungen der Lunge bei diesen Patienten getroffen werden. Weiterführend zu der Kenntnis, dass sCD163 die antiinflammatorische Wirkung über eine Interaktion des Proteins mit humanen T-Lymphocyten und nachfolgender Hemmung der Proliferation dieser Zellen ausübt, wurde diese Wechselwirkung genauer untersucht. In quantitativen Bestimmungen des sCD163 in isolierten T-Lymphocyten verschiedener Spender konnte erstmals gezeigt werden, dass sCD163 zu einem Teil konstitutiv in die T-Lymphocyten aufgenommen wird und dass diese Aufnahme durch proinflammatorische Aktivierung der T-Lymphocyten stark gesteigert werden kann. Durch fluoreszenzmikroskopische Aufnahmen unstimulierter T-Lymphocyten konnte die intrazelluläre Lokalisation des sCD163 visualisiert werden. Nach Aktivierung der Zellen mit einem proinflammatorischen Reiz fand innerhalb der Zellen eine Translokalisation des sCD163 aus dem cytoplasmatischen Bereich zur Zellmembran statt. Damit konnte erstmals gezeigt werden, dass abhängig vom Aktivierungsstatus der T-Lymphocyten eine Umverteilung des sCD163 innerhalb der Zellen erfolgt. Eine quantitative Bestimmung des sCD163 und seines Bindungspartners in T-Lymphocyten nichtmuskuläres Myosin Typ IIA gelang mittels eines neu entwickeltem ELISA, der spezifisch sCD163 und Myosin ausschließlich im Komplex erfasst. Damit konnte durch die in dieser Arbeit beschriebenen Untersuchungen ein grundlegender Beitrag zur Charakterisierung der Regulation der Proteinexpression und des Shedding von CD163 in humanen Monocyten sowie der Interaktion des sCD163 mit T-Lymphocyten geleistet werden.
N2  - In the present thesis, cellular regulation of the monocyte/macrophage specific membrane protein CD163 was investigated and clinical aspects of the soluble form of CD163 (sCD163) were discussed. sCD163 is shed from the cell surface in vivo upon an inflammatory stimulus. So far no mediators had been characterized that are persistently present under inflammatory conditions. In the present investigation of the shedding of CD163, new endogenous activators for the generation of sCD163 were successfully identified. Both reactive oxygen species, as hydrogen peroxide or nitric monoxide, and the product of endogenous oxidative reactions 8-iso prostaglandin F2a turned out to be potent activators of the shedding of CD163. In addition to the known physiological functions of 8-iso prostaglandin F2a a novel function of this compound in inflammation was defined. This effect was specifically generated by 8-iso prostaglandin F2a as prostaglandin F2a did not influence the shedding of CD163 under the same conditions. The immunosuppressive drug cyclosporine A was also established as an inductor of the shedding of CD163. Accordingly, another anti-inflammatory effect via monocytes/macrophages was pointed out in addition to the well known immunomodulatory effects of cyclosporine A. Investigations of the inhibition of shedding of CD163 led to the identification of key mediators involved in the generation of sCD163. Even though the tested compounds may induce shedding via different signal transduction pathways, the presence of reactive oxygen species and intracellular calcium and the involvement of a TIMP-3 sensitive metalloproteinase were essential in this process. The tested activators revealed different abilities for inducing the formation of reactive oxygen species. Comparing shedding of CD163 and tumor necrosis factor-a (TNF-a), similarities in induced shedding by 8-iso prostaglandin F2a and to a lower extend by hydrogen peroxide were seen. In contrast, significant differences were recognized in the extent of shedding induced via stimulation by nitric oxide, prostaglandin F2a, and cyclosporine A. With regard to the opposite effects of sCD163 as an anti-inflammatory compound and TNF-a as a pro-inflammatory cytokine it was demonstrated that shedding occurred via induction by different activators. The determination of concentrations of sCD163 and 8-iso prostaglandin F2a in bronchoalveolar lavage fluid of patients with cystic fibrosis allowed no conclusive statement about the suitability of both parameters as marker for chronic inflammation. In extension to earlier insights in the anti-inflammatory effects of sCD163 via interaction of the protein with human T-lymphocytes and subsequent inhibition of the proliferation of these cells these interactions were analyzed in detail. Quantifications of sCD163 in isolated T-lymphocytes from different donors revealed for the first time that sCD163 is constitutively taken up into T-lymphocytes and that this process can significantly be enhanced by pro-inflammatory activation of T-lymphocytes. The intracellular localization of sCD163 was visualized by fluorescence microscopy of T-lymphocytes. Upon activation of the cells by a pro-inflammatory stimulus a translocalization of sCD163 was observed within the cells from the cytoplasmatic region to the cell membrane. Thus, it was shown for the first time that an activation dependent translocalization of sCD163 occurs within the T-lymphocytes. The quantitative determination of sCD163 and non-muscular myosin type IIA as its intracellular binding partner in T-lymphocytes was successful using a newly developed ELISA that detects specifically sCD163 and myosin as a complex. To conclude, the investigations described in this thesis contributed substantially to the understanding of the regulation of the protein expression and shedding of CD163 in human monocytes and of the interaction of sCD163 with T-lymphocytes.
KW  - Antigen CD163
KW  - Monozyt
KW  - Entzündung
KW  - Prostaglandine
KW  - CD163
KW  - Monocyten
KW  - Regulation
KW  - Entzündung
KW  - Isoprostaglandin
KW  - CD163
KW  - monocytes
KW  - regulation
KW  - inflammation
KW  - isoprostaglandin
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-16028
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  - 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  -