Gut microbiota activate Toll-like receptor 4 to trigger vascularization and BMP2 signalling in the murine small intestine
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Abstract
In den vergangenen Jahren wurde erforscht, wie die Darmflora auf die Physiologie des Wirtes wirkt. Mikroorganismen fördern die Erneuerung der Dünndarmmukosa und fördern die Ausprägung vaskulärer Netzwerke in den Villusstrukturen des Dünndarms. Trotz der enormen Fortschritte in der Erforschung der Interaktionen zwischen Darmflora und Wirt sind die durch die Darmflora induzierten Signalwege noch weitgehend unerforscht.
Durch den Einsatz keimfreier Maustechnologie erkundet diese Arbeit neue Signalwege. Die Expression der Adaptormoleküle MyD88, TRIF und TOLLIP des angeborenen Immunsystems wurden durch die Darmflora beeinflusst. Diese Adaptormoleküle sind wichtige Determinanten der Toll-like Rezeptor (TLR) mRNA Expression im Dünndarm. TLR5 Transkripte wurden nicht durch die Darmflora beeinflusst und TLR5 war für die Expression anderer TLR Rezeptoren nicht essentiell. TLR5 hatte jedoch eine entscheidende Rolle bei der Induktion der Bone Morphogenetischen Proteine 4 und 7 im Dünndarm.
Die kommensale Darmflora induziert die verstärkte Vaskularisierung der Dünndarmmukosa und verstärkt die Expression von BMP2. Mit einer Tlr4-defizienten Mauslinie konnte gezeigt werden, dass dieser Rezeptor besonders wichtig für die Vaskularisierung der Dünndarmmukosa ist. Die Hemmung von BMP Typ I Rezeptoren in vitro und in vivo zeigte jedoch keine veränderte Angiogenese, was auf andere Funktionen dieser Rezeptoren im Dünndarm hindeutet. Komponenten des Hedgehog Signalwegs waren im keimfreien Mausmodell vermindert exprimiert und die Regulation dieses Signalwegs wurde über TLR4 und TLR5 vermittelt. In vitro Versuche unterstützen eine wichtige aktivatorische Rolle des Hedgehog-Signalwegs bei der Angiogenese intestinaler Endothelzellen.