Synopsis

Mastzellen reifen zu terminal differenzierten Zellen erst in peripheren Geweben. Bei anderen Zellen der myeloischen Reihe ist dieser Schritt zur differenzierten Zelle bereits im Knochenmark vollzogen. Bei Differenzierungsprozessen ist eine Vielzahl von Mediatoren beteiligt. In dieser Arbeit wurde erstens der Einfluss der Zytokine IL-4 und IL-6 sowie des Nervenwachstumsfaktors NGF-β auf humane Mastzellen getestet, zweitens der Einfluss von all-trans-Retinsäure (ATRA) auf Mastzellen unterschiedlicher Reifegrade untersucht.

1. Einfluss der Zytokine IL-4 und IL-6 und des Nervenwachstumsfaktors NGF-β auf humane Mastzellen

Um eine stärker differenziertes System für die ATRA Studien zu erschaffen, wurden die HMC-1 5C6 Zellen mit den Mediatoren IL-4, IL-6 und NGF-β, allein oder in Kombination, behandelt und die Effekte auf die typischen Linienmarker c-kit, FcεRIα und Tryptase mit Hilfe der Durchflusszytometrie gemessen. IL-4, allein oder in Kombination, war dabei in der Lage, die Expression aller drei Mastzellmarker herunterzuregulieren und die Zellproliferation negativ zu beeinflussen, ein Effekt, der durch die Kombination mit IL-6 und/oder NGF-β nicht aufgehoben, höchstens leicht abgeschwächt wurde. IL-6 und/oder NGF-β hingegen wiesen kaum (IL-6) oder gar keine Effekte (NGF-β) auf. Ein stärker differenziertes System konnte mit all diesen Verfahren demnach nicht generiert werden. Im zweiten Schritt wurde der Einfluss von IL-4 auf Mastzellen genauer betrachtet und untersucht, ob dessen Effekte abhängig vom Reifegrad der Mastzelle sind. Hierzu wurden HMC-1 5C6 Zellen, stärker differenzierte LAD 2 Zellen und vollständig ausgereifte kutane Mastzellen (KMZ) mit IL-4 behandelt. Ein deutlicher Einfluss auf die Marker c-kit und FcεRIα war nur bei HMC-1 5C6 Zellen zu messen, während bei LAD 2 Zellen allenfalls eine Tendenz erkennbar war und bei KMZ die Effekte gänzlich ausblieben. Der Einfluss auf die Entwicklung der Zellzahlen waren hingegen invers: Während bei HMC-1 5C6 Zellen die Proliferation negativ beeinflusst wurde, konnte bei KMZ die Überlebensrate (KMZ proliferieren nicht) signifikant verlängert werden.

Synopsis 1: In der Mastzellreihe besitzt IL-4 einen Negativeinfluss einzig auf unreife Zellen, während bei differenzierten Gewebemastzellen diese Effekte nicht nachweisbar sind. Damit ist der Einfluss von IL-4 auf Mastzellen von deren Differenzierungsgrad bzw. Proliferationspotential abhängig.

2. Einfluss von ATRA auf die Expression von Differenzierungsmarkern bei humanen Mastzellen unterschiedlicher Reifegrade

ATRA ist ein wesentlicher Regulator von hämatopoetischen Zellen und kann auf positive wie auf negative Weise deren Differenzierung beeinflussen. Gegensätzliche Effekte sind teilweise sogar in ein und demselben Zelltyp beschrieben und vermutlich Ausdruck einer veränderten Ansprechbarkeit der Zellen mit zunehmender Differenzierung. Der Hauptteil dieser Arbeit beschäftigte sich daher mit der Frage, ob die Effekte von ATRA auf Mastzellen ebenfalls abhängig von deren Reifegrad sind. HMC-1 5C6, LAD 2 und KMZ wurden jeweils mit ATRA (3-7 Tage) behandelt und die Effekte auf die Mastzellmarker c-kit, FcεRI, Tryptase, Chymase und Histidindecarboxylase (HDC) auf Protein- und mRNA-Ebene (Durchflusszytometrie bzw. RT-PCR) untersucht. Die Proteinexpression von c-kit, FcεRI, Tryptase und Chymase wurde bei allen drei Zellsystemen herunterreguliert. Änderungen der Proteinexpression wurden qualitativ, wenngleich nicht immer quantitativ auf mRNA-Ebene reflektiert, d.h. es gab Marker, bei denen die Regulation auf der einen oder anderen Ebene überwog. Eine genaue Quantifizierung der ATRA-Effekte auf die Tryptase und Chymase zeigte eine prozentual erheblich stärkere Herunterregulation auf mRNA- als auf Proteinebene. Invers dazu war der Effekt bei c-kit, ein Effekt, der besonders deutlich bei HMC-1 5C6 Zellen auszumachen war. Zur Klärung, welcher Mechanismus der von der mRNA-Ebene unabhängigen Herunterregulation des c-kit-Proteins zugrunde liegt, wurden HMC-1 5C6 Zellen zusätzlich zu ATRA mit Inhibitoren fundamentaler Zellfunktionen inkubiert. Cycloheximid allein war dabei in der Lage, die Wirkung von ATRA zu imitieren. Es kann also vermutet werden, dass die starke Herunterregulation des Proteins im Vergleich zur mRNA einem translationellen Mechanismus folgt. Betrachtet man alle Effekte gemeinsam, zeigte ATRA den stärksten Einfluss auf das am weitesten differenzierte Mastzellsystem, nämlich KMZ. Geringer waren die Effekte bei den intermediär differenzierten LAD 2 Zellen, wohingegen bei HMC-1 5C6 Zellen das schwächste Ansprechpotential gegenüber ATRA gefunden wurde. Dies ist von besonderem Interesse, weil ATRA normalerweise wesentlich potenter auf unreif-proliferierende Systeme wirkt.

Synopsis 2: ATRA hat auf humane Mastzellen einen deutlichen Effekt, der in Richtung einer Dedifferenzierung weist und weitgehend unabhängig vom Reifegrad der Zellen operiert. Die Effekte scheinen dabei in Abhängigkeit vom betrachteten Marker nicht auf die transkriptionelle Ebene beschränkt zu sein, sondern könnten wie im Falle von c-kit auch einem translationellen Mechanismus unterliegen.


© Die inhaltliche Zusammenstellung und Aufmachung dieser Publikation sowie die elektronische Verarbeitung sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung. Das gilt insbesondere für die Vervielfältigung, die Bearbeitung und Einspeicherung und Verarbeitung in elektronische Systeme.
DiML DTD Version 4.0Zertifizierter Dokumentenserver
der Humboldt-Universität zu Berlin
HTML-Version erstellt am:
25.08.2006