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In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle retinaler Perizyten nach einer Infektion mit dem Humanen Zytomegalievirus und deren mögliche Beteiligung an einer HCMV-Retinitis untersucht. Zunächst wurde die Isolation, Kultivierung und Vermehrung von humanen retinalen Perizyten (HRP) etabliert. Eine erfolgreiche Isolation der HRP ist abhängig vom Alter des Spenders, welches unter 50 Jahren liegen sollte, als auch vom Zeitpunkt der Entnahme des Auges. Dabei sollten die Retinae spätestens nach 48 h post mortem aus den Augen präpariert werden. Nach Aufschluss mit einem Dispase/Kollagenase-Gemisch und Separation über ein Zellnetz wurden die isolierten Perizyten auf mit Fibronektin oder ECM (extrazelluläre Matrix) beschichtete Kulturflaschen ausgebracht. Aufgrund der Optimierung des Mediums war es zum ersten Mal möglich, humane retinale Perizyten über 12-15 Passagen zu kultivieren. Somit standen genügend Zellen zur Analyse der Infizierbarkeit mit HCMV und für die Reportergenanalyse zu Verfügung.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass diese Zellen mit HCMV infizierbar sind, jedoch keine lytische Infektion stattfindet und nur wenige Zellen einen zytopathischen Effekt zeigen. Mithilfe von Titerbestimmungen und elektronenmikroskopischen Aufnahmen infizierter Perizyten konnte die Virusreplikation und die Bildung reifer bzw. funktioneller Viruspartikel nachgewiesen werden. Zusätzlich wurde die Expression der viralen IE- und late-Proteine in HCMV-infizierten Perizyten mittels Immunfluoreszenzmikroskopie und quantitativer RealTime-PCR nachgewiesen. Während einer HCMV-Infektion werden unterschiedliche inflammatorische Prozesse induziert. Dazu gehört z. B. die Aktivierung zellulärer Transkriptionsfaktoren, welche durch ihre Bindung an Promotorregionen die Transkription verschiedener Gene die für Zytokine und Adhäsionsmoleküle kodieren, und andere Transkriptionsfaktoren beeinflussen (Pahl, 1999). Der Transkriptionsfaktor NF-κB wird als Hauptregulator für die HCMV-Replikation beschrieben, in retinalen Perizyten wird NF-κB jedoch nicht aktiviert. Mittels Immunfluoreszenzfärbung und Genexpressionsstudien konnte ein weiterer proinflammatorischer Prozess, die Überexpression von ICAM-1, in infizierten Perizyten nachgewiesen werden. ICAM-1 bewirkt die Infiltration und Anhaftung von Leukozyten an infizierten Zellen. Durch Adhäsionsstudien wurde eine 4,6-fach gesteigerte Anhaftung an HCMV-infizierten Perizyten nachgewiesen, welche durch blockierende Antikörper wieder aufgehoben werden konnte. Durch Expressionanalysen von Chemokin- und Interleukingenen mittels qRT-PCR und ELISA-Analysen konnten erhöhte Sekretionen von CCL2, CCL5, CXCL10 und IL-8 in HCMV-infizierten HRP nachgewiesen werden. Die Resultate einer Infektion mit Vollvirus wurden durch die Transfektion mit Expressionsplasmiden für die viralen Proteine IE1/2 bestätigt. Eine gesteigerte Expression der Zytokine wurde vor allem durch die Überexpression von IE2 und synergistisch durch IE1/2 nachgewiesen. Eine durch IE1 induzierte Expression wurde nur für CCL2 detektiert. Die viralen IE-Proteine sind potentielle Transaktivatoren viraler und zellulärer Promotoren. Ziel war es, den Einfluss auf die Promotoren der Zytokingene (von -3000bp bis 100 bp) durch Koexpression der viralen IE1/IE2-Proteine mittels Luciferase-Reportergenassays in HRP zu untersuchen. Nur der CCL2-Promotor (-1355/+55) zeigte eine erhöhte basale Promotor-aktivität. Um den Einfluss der IE-Proteine auf die Promotoren zu untersuchen, wurden Kotransfektionen mit den Expressionsplasmiden für IE1/2 und den Reportergen-konstrukten der Zytokingene durchgeführt. Dabei zeigten die Analysen mit den Minimalpromotoren (TATA-Box/NF-κB Bindungsstellen) keine erhöhten Luciferaseaktivitäten. NF-κB wurde durch eine HCMV-Infektion nicht aktiviert, somit ist die Transaktivierung der Promotoren von CCL2, CCL5, CXCL10, IL-8 und ICAM-1 in infizierten Perizyten vermutlich NF-κB unabhängig. Die Transaktivierung dieser Promotoren könnte durch AP-1 vermittelt sein, da die höchsten Luciferaseaktivitäten durch die Kotransfektion mit strangabwärts gelegenen Promotorbereichen erhalten wurden, in diesen Bereichen befinden sich potentielle Bindungsstellen für AP-1, SP-1 und anderer Transkriptionsfaktoren. Mittels Western Blot-Analyse wurde eine Induktion der Expression von AP-1 durch HCMV nachgewiesen, somit wird die HCMV-Replikation in HRP vermutlich über AP-1 vermittelt.
In der vorliegenden Arbeit wurden primäre humane Perizyten isoliert und erstmals mit HCMV infiziert. Es konnte gezeigt werden, dass diese Zellen als Modellsystem zur Untersuchung einer HCMV-Retinitis von großer Bedeutung sind. Aufgrund ihres hohen Anteils in der Retina, ihrer schützenden Funktion für die Blut-Retina Schranke sowie ihrer Beteiligung an der HCMV-Retinitis spielen diese bisher nur wenig untersuchten Zellen, offensichtlich eine große Rolle im immunpriviligiertem Auge. Für die Etablierung neuer Therapieansätze für eine HCMV-Retinitis könnten detailliertere Untersuchungen retinaler Perizyten Aufschluss über den Replikationsmechanismus von HCMV und die damit verbundenen inflammatorischen Prozesse während einer HCMV-Retinits bieten.
Background Chemoresistance acquisition may influence cancer cell biology. Here, bioinformatics analysis of gene expression data was used to identify chemoresistance-associated changes in neuroblastoma biology. Results Bioinformatics analysis of gene expression data revealed that expression of angiogenesis-associated genes significantly differs between chemosensitive and chemoresistant neuroblastoma cells. A subsequent systematic analysis of a panel of 14 chemosensitive and chemoresistant neuroblastoma cell lines in vitro and in animal experiments indicated a consistent shift to a more pro-angiogenic phenotype in chemoresistant neuroblastoma cells. The molecular mechanims underlying increased pro-angiogenic activity of neuroblastoma cells are individual and differ between the investigated chemoresistant cell lines. Treatment of animals carrying doxorubicin-resistant neuroblastoma xenografts with doxorubicin, a cytotoxic drug known to exert anti-angiogenic activity, resulted in decreased tumour vessel formation and growth indicating chemoresistance-associated enhanced pro-angiogenic activity to be relevant for tumour progression and to represent a potential therapeutic target. Conclusions A bioinformatics approach allowed to identify a relevant chemoresistance-associated shift in neuroblastoma cell biology. The chemoresistance-associated enhanced pro-angiogenic activity observed in neuroblastoma cells is relevant for tumour progression and represents a potential therapeutic target.
Prolonged treatment of leukemic cells with chemotherapeutic agents frequently results in development of drug resistance. Moreover, selection of drug-resistant cell populations may be associated with changes in malignant properties such as proliferation rate, invasiveness, and immunogenicity. In the present study, the sensitivity of cytarabine (1-β-d-arabinofuranosylcytosine, araC)-resistant and parental human leukemic cell lines (T-lymphoid H9 and acute T-lymphoblastic leukemia Molt-4) to natural killer (NK) cell-mediated killing was investigated. The results obtained demonstrate that araC-resistant H9 and Molt-4 (H9rARAC100 and Molt-4rARAC100) cell lines are more sensitive to NK cell-mediated lysis than their respective parental cell lines. This increased sensitivity was associated with a higher surface expression of ligands for the NK cell-activating receptor NKG2D, notably UL16 binding protein-2 (ULBP-2) and ULBP-3 in H9rARAC100 and Molt-4rARAC100 cell lines. Blocking ULBP-2 and ULBP-3 or NKG2D with monoclonal antibody completely abrogated NK cell lysis. Constitutive phosphorylated extracellular signal-regulated kinase (ERK) but not pAKT was higher in araC-resistant cells than in parental cell lines. Inhibition of ERK using ERK inhibitor PD98059 decreased both ULBP-2/ULBP-3 expression and NK cell cytotoxicity. Furthermore, overexpression of constitutively active ERK in H9 parental cells resulted in increased ULBP-2/ULBP-3 expression and enhanced NK cell lysis. These results demonstrate that increased sensitivity of araC-resistant leukemic cells to NK cell lysis is caused by higher NKG2D ligand expression, resulting from more active ERK signaling pathway.