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Mechanismen der Todesrezeptorinduzierten JNK-Aktivierung

Mechanisms of death receptor induced JNK-activation

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-113940
  • Fas (Apo-1/CD95) ist ein Mitglied der TNF (Tumor Necrosis Factor)-Familie, dass über die rezeptoreigene Todesdomäne Caspase 8-vermittelt Apoptose induzieren kann. Dies geschieht entweder auf direktem Wege durch Aktivierung von Caspase 3 oder durch die zusätzliche, für den Untergang der Zellen essentiellen Stimulation des intrinsischen mitochondrialen Signalwegs. Abhängig von der jeweiligen Art der Apoptoseinduktion werden Zellen somit in Typ I oder Typ II unterteilt. Durch das Vorhandensein von antiapoptotischen Proteinen wie unter anderemFas (Apo-1/CD95) ist ein Mitglied der TNF (Tumor Necrosis Factor)-Familie, dass über die rezeptoreigene Todesdomäne Caspase 8-vermittelt Apoptose induzieren kann. Dies geschieht entweder auf direktem Wege durch Aktivierung von Caspase 3 oder durch die zusätzliche, für den Untergang der Zellen essentiellen Stimulation des intrinsischen mitochondrialen Signalwegs. Abhängig von der jeweiligen Art der Apoptoseinduktion werden Zellen somit in Typ I oder Typ II unterteilt. Durch das Vorhandensein von antiapoptotischen Proteinen wie unter anderem Bcl-xL kann in Letzterem negativ regulierend auf den Signalweg eingegriffen werden (siehe Abb. 3). Während der Aktivierung des Fas-Signalweges kommt es zur Phosphorylierung der MAP-Kinasen JNK, p38-MAPK und ERK; dies alleine ist jedoch nicht ausreichend für die Induktion des Zelltodes und findet ebenfalls in apoptoseresistenten Zellen statt. Weiterhin wurde bei der Regulation entzündlicher Prozesse eine Beteiligung von Fas beschrieben18. Bedingt durch die hohe Dichte an Fas und seinem Liganden FasL auf T-Zellen nimmt es durch Apoptoseinduktion auf T-Zellen selbst oder deren Zielzellen indirekt auf verschiedene Formen entzündlicher oder immunregulatorischer Prozesse wie beispielsweise die Transplantatabstoßung Einfluss. Seit vielen Jahren ist zudem bekannt, dass durch die Aktivierung des Fas-Signalweges auch nichtapoptotische Signalwege induziert werden können. Beispielhaft hierfür steht der NF-B-Signalweg, welcher letztendlich zur Transkription antiapoptotischer Zielgene führt. Auch hierbei kommt es Caspase 8-vermittelt zur Phosphorylierung von JNK, p38-MAPK und ERK, weiterhin scheint eine Aktivierung dieses Signalweges in Zusammenhang mit einer erhöhten Produktion von Interleukin 8 zu stehen49. Im Rahmen dieser Arbeit hat sich nun gezeigt, dass die Aktivierung von Fas sowohl durch die Aktivierung von Caspase 8 als auch durch unabhängige Mechanismen zur Aktivierung von JNK führt. Hierbei wurde durch Stimulation der apoptosesensiblen T-Zelllinie Jurkat mit dem vorvernetzten FasL die Phosphorylierung von JNK bei nativen Zellen ebenso wie mit dem Caspaseinhibitor zVAD vorbehandelnden Zellen nachgewiesen. Des Weiteren konnte in den wenig apoptosesensitiven KB-Zellen sowie in den transfizierten und somit apoptoseresistenten Colo 357 Bcl-xL Zellen ein caspaseabhängiger, jedoch apoptoseunabhängiger Signalweg zur Aktivierung von JNK nachgewiesen werden. Dieses Phänomen scheint vom Zelltyp abhängig zu sein. Die Stimulation der Colo 357 Bcl-xL Zellen führte nach Vorbehandlung mit CHX, das eine Todesrezeptor-vermittelte, verstärkte Caspase 8-Aktivierung bewirkt, zur Aktivierung von JNK, während im simultan durchgeführten Zytotoxizitätsessay das Überleben der Zellen bestätigt werden konnte. Bei Zugabe des Caspaseinhibitors zVAD konnte in den Colo 357 Bcl-xL Zellen kein phosphoryliertes JNK nachgewiesen werden, während in den KB-Zellen eine Aktivierung von JNK bei reduzierter Konzentration von zVAD mit jedoch bestehendem Apoptoseschutz, graduell stattfand. Zuletzt wurde der Einfluss der JNK-Aktivierung auf die Interleukin 8 Produktion untersucht. Hierzu wurde die Interleukin 8 Produktion bei Colo 357 Bcl-xL Zellen unter Stimulation mit FasL gemessen und mit der Produktion nach Vorbehandlung mit zVAD verglichen. Hierbei zeigte sich eine unveränderte Produktion von Interleukin 8, was einen JNK-unabhängigen Weg postuliert, da JNK, wie im Vorversuch gezeigt, in dieser Zelllinie durch zVAD inhibiert wird. Unter Zugabe des JNK-spezifischen Inhibitors JNKII kommt es jedoch zu einer deutlichen, aber Konzentrations-abhängigen Suppression der Interleukin 8 Produktion, was in direktem Widerspruch zu dem vorab bestehenden Ergebnis steht. Möglicherweise führt eine erhöhte Konzentration von JNKII zu einer Hemmung zusätzlicher Signalwege wie beispielsweise der des NF-B-Signalweges, was indirekt zu einer Beeinflussung der Interleukin 8-Produktion führt. Weiterhin könnte eine obligat gemeinsame Aktivierung des JNK und des NF-B-Signalweges zur Interleukin 8 Produktion notwendig sein.show moreshow less
  • Fas (Apo-1/CD95) is part of the Tumor Necrosis Factor (TNF) family which can induce apoptosis by conveying caspase 8 via its receptor specific death domain. This takes place either directly by activating caspase 3 or through the additional stimulation of intrinsic mitochondrial pathway. The latter is essential for cell death. Depending on the specific kind of induction of apoptosis, cells can be divided into type I and type II. By existence of antiapoptotic proteins like Bcl-xL it is possible to inhibit apoptosis in cells type II. ActivationFas (Apo-1/CD95) is part of the Tumor Necrosis Factor (TNF) family which can induce apoptosis by conveying caspase 8 via its receptor specific death domain. This takes place either directly by activating caspase 3 or through the additional stimulation of intrinsic mitochondrial pathway. The latter is essential for cell death. Depending on the specific kind of induction of apoptosis, cells can be divided into type I and type II. By existence of antiapoptotic proteins like Bcl-xL it is possible to inhibit apoptosis in cells type II. Activation of Fas-signaling pathway causes phosphorylation of JNK, p-38 MAPK and ERK/ p-44/42; this by itself, however, is not sufficient for the induction of cell death and occurs also in apoptosis resistant cells. Furthermore, during the regulation of inflammatory processes a participation of Fas has been described. This dissertation has shown that the activation of the Fas-signaling pathway leads to the activation of JNK, both dependent and independent of caspase 8. This phenomenon seems to be dependent on the cell type. Furthermore, the production of interleukin 8 in apoptosis resistant cell line Colo357 Bcl-xL has been investigated. Data has shown that the production of interleukin 8 seems to occur independently of the JNK signaling pathway. However, by adding a JNK specific inhibitor the production of interleukin 8 Colo357 Bcl-xL decreased significantly. This stands in contradistinction to the previously described JNK-independent production of interleukin 8. In the end this contradiction could not be clarified completely.show moreshow less

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Metadaten
Author: Barbara Klingler
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-113940
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Medizinische Fakultät
Faculties:Medizinische Fakultät / Medizinische Klinik und Poliklinik II
Referee:Prof. Dr. Harald Wajant
Date of final exam:2015/06/01
Language:German
Year of Completion:2014
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
GND Keyword:Apoptosis
Tag:Apoptose; Fas-Signalweg
Release Date:2015/06/03
Licence (German):License LogoCC BY-SA: Creative-Commons-Lizenz: Namensnennung, Weitergabe unter gleichen Bedingungen