Authors:	Baiersdörfer, Markus
Title:	Charakterisierung der Apolipoprotein J-Genregulation in Fibroblasten und glatten Gefäßmuskelzellen durch nekrotische Zellen und Toll-like Rezeptoren
Online publication date:	12-Dec-2006
Year of first publication:	2006
Language:	german
Abstract:	Apolipoprotein J (ApoJ) ist ein sezerniertes heterodimeres 80kDa Glykoprotein mit zytoprotektiven und antiinflammatorischen Eigenschaften, das ein nahezu ubiquitäres Expressionsmuster aufweist. Eine stark erhöhte ApoJ-Expression ist mit neurodegenerativen Erkrankungen, Atherosklerose, myokardialem Infarkt sowie einer Vielzahl anderer pathophysiologischer Bedingungen assoziiert. Die potentielle Bedeutung von ApoJ umfasst eine Funktion als extrazelluläres Chaperon, Komplementinhibitor, NF-kB-Inhibitor sowie eine Beteiligung an der Endozytose von nekrotischen Zellfragmenten. Unter Bedingungen, die zu einer massiven Akkumulation von absterbenden Zellen führen, ist eine vermehrte Expression von ApoJ auf die überlebenden Nachbarzellen in den betroffenen Geweben beschränkt. Die molekularen Mechanismen, die dieser gesteigerten ApoJ-Genexpression zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe konnten zeigen, dass eine Inkubation mit nekrotischem Zellmaterial in vitro eine Akkumulation von ApoJ-mRNA in Fibroblasten der Zelllinie Rat1 induziert, was darauf hindeutet, dass unter pathophysiologischen Bedingungen von nekrotischen Zellen exponierte bzw. freigesetzte Faktoren zu einer gesteigerten ApoJ-Genexpression in umliegenden vitalen Zellen beitragen können. Die im Rahmen der vorliegenden Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen eine Korrelation zwischen der Expression von Toll-like Rezeptoren (TLRs) in Fibroblasten (Rat1), glatten Gefäßmuskelzellen (CRL2018) sowie embryonalen Dottersackzellen (10A) und einer durch nekrotische Zellen induzierten ApoJ-mRNA-Expression in diesen Zelllinien. Es wird angenommen, dass TLRs neben pathogenassoziierten Strukturen (PAMPs) auch durch körpereigene Agonisten wie Hitzeschockproteine und Nukleinsäuren aktiviert werden. In weiterführenden Experimenten stellte sich unter anderem heraus, dass neben nekrotischen Zellen auch der TLR3-spezifische Agonist Poly(I:C), eine synthetische doppelsträngige RNA, ausschließlich in den beiden TLR3-exprimierenden Zelllinien CRL2018 und Rat1, nicht jedoch in TLR3-defizienten 10A-Zellen, die ApoJ-mRNA-Expression induziert. Darüber hinaus führt auch die Inkubation mit eukaryotischer RNA (Gesamt-RNA, t-RNA) zu einer Akkumulation von ApoJ-mRNA in CRL2018-Zellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen erstmals, dass die Expression von ApoJ-mRNA durch extrazelluläre Ribonukleinsäuren in TLR3-abhängiger Weise induziert wird, was darauf hindeutet, dass in verletzten Geweben aus post-apoptotischen oder nekrotischen Zellen freigesetzte Ribonukleinsäuren zu einer vermehrten ApoJ-Genexpression in vitalen Nachbarzellen beitragen. Apolipoprotein J (apoJ) is an 80 kDa secreted glycoprotein with nearly ubiquitous tissue distribution that has cytoprotective and anti-inflammatory properties. Strong expression of apoJ is associated with neurodegenerative conditions, atherosclerosis, myocardial infarction and other patho-physiological situations. ApoJ is suggested to inhibit complement-mediated cell lysis and NF-kB dependent signalling, to act as an extracellular chaperone and to facilitate the endocytic uptake of necrotic cell fragments. In tissues with massive cell death apoJ expression is increased and restricted to the surviving bystander cells. The molecular mechanisms leading to this response, however, are not known. Previous work by our group could show that exposure to necrotic cell debris induces apoJ-mRNA expression in vital Rat1-fibroblasts in vitro suggesting that in pathophysiological situations enhanced expression of apoJ in surviving cells is, at least in part, mediated by factors released by or associated with necrotic cells. By using fibroblasts (Rat1), vascular smooth muscle cells (CRL2018) and an embryonic yolk sac cell line (10A) the present study shows a correlation between the expression of Toll-like receptors (TLRs) and the induction of apoJ-mRNA by necrotic cells. Beside pathogen-associated molecular patterns (PAMPs) it is suggested, that TLRs are also activated by host derived agonists like heat shock proteins and nucleic acids. Further work demonstrated that induction of apoJ-mRNA by necrotic cells and by the TLR3-specific agonist Poly(I:C), a synthetic dsRNA, is restricted to TLR3-expressing CRL2018 and Rat1 cells. Exposure to both stimuli does not lead to enhanced apoJ-mRNA expression in TLR3-deficient 10A cells. In addition expression of apoJ in CRL2018 cells is induced upon incubation with eukaryotic ribonucleic acids (total RNA, t-RNA). The results of this work show for the first time that apoJ expression is regulated in a TLR3-dependent manner and is induced by extracellular ribonucleic acids indicating that in injured tissues RNA released from post-apoptotic or necrotic cells contributes to increased apoJ synthesis by vital bystander cells.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-891
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-12156
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen