Show simple item record

dc.contributor.authorSandanger, Øysteinnb_NO
dc.date.accessioned2014-12-19T14:18:44Z
dc.date.available2014-12-19T14:18:44Z
dc.date.created2013-01-18nb_NO
dc.date.issued2012nb_NO
dc.identifier589434nb_NO
dc.identifier.isbn978-82-471-3947-9 (printed ver.)nb_NO
dc.identifier.isbn978-82-471-3948-6 (electronic ver.)nb_NO
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/263595
dc.description.abstractDet medfødte immunforsvaret avhenger av Toll-lignende reseptorer (TLR) og Nodlignende reseptorer (NLR). Disse gjenkjenner evolusjonsmessig godt bevarte patogenassosiserte molekyler og iverksetter betennelsesreaksjoner når de aktiveres. Det er også blitt gjort en rekke studier som tyder på at medlemmer fra begge disse reseptorfamiliene også kan aktiveres av endogene molekyler som lekker ut fra skadede celler og vev. LPS er et patogen-assosisert molekyl og signaliserer via TLR4. TLR4 avhenger av koreseptoren MD-2 for å bli aktivert av LPS. MD-2 binder lipid-A-delen av LPS med høy affinitet. MD-2 finnes også i en løselig form og kan skilles ut fra monocytter, men funksjonen til løselig MD-2 er ikke klarlagt. Ulike cellers MD-2-uttrykk er ikke fullstendig kartlagt på proteinnivå. Dette skyldes først og fremst mangel på spesifikke antistoffer. Det er heller ikke klart om det finnes spesifikke stimuli som får monocytter til å sekrere MD-2. For å iverksette en effektiv betennelsesreaksjon er det avgjørende at cellene som aktiveres produserer og skiller ut signalmolekyler kalt cytokiner, som igjen kan aktivere flere celler og dessuten regulere betennelsesprosesens videre forløp. De cellulære kildene til cytokiner som dannes ved akutt betennelse er ikke systematisk kartlagt. IL-1β er et særlig potent proinflammatorisk cytokin, og skiller seg fra de fleste andre cytokiner ved at utskillelsen avhenger av enzymatisk aktivering etter produksjonen. NLRP3 er en reseptor som gjenkjenner celleskade og kan igangsette enzymatisk aktivering av IL-1β. NLRP3 kan selv bli aktivert av mange ulike molekyler som lekker ut av skadede celler og vev, trolig via konveregerende signalveier som ennå ikke er fullstendig kartlagt. Det er ikke kjent hva som regulerer uttrykket av NLRP3 i hjertevev, og hvilken rolle NLRP3 eventullt spiller ved akutt hjerteinfarkt. For å studere LPS-reseptorkomplekset utviklet vi et monoklonalt antistoff mot MD-2, IIC1. Med dette kunne vi studere MD-2-proteinuttrykket både kvalitativt og kvantitativt. MD-2 kolokaliserte med TLR4 på monocytter, både på plasmamembranen og i Golgi-apparatet. MD-2 viste seg også å være uttrykt på overflaten til nøytrofile granulocytter og to subpopulasjoner av B-lymfocytter, hvorav den ene uttrykte CD27, en markør for hukommelses-B-celler. IL-10 induserte sekresjon av MD-2 og CD14 fra monocytter. Økte nivåer av CD14 og MD-2 korrelerte med økte nivåer av IL-10 i serum fra HIV-infiserte pasienter. Vi tror at IL-10-indusert løselig CD14 og MD-2 kan være viktige bidrag til pastientenes immunsvikt. For å kartlegge cytokinnettverket i akutte sår, ble sårvæsker samt supernatanter fra monocytter, nøytrofile granulocytter, keratinocytter, fibroblaster og endotelceller stimulert med TLR-ligander og cytokiner in vitro analysert med Bio-Plex Human Cytokine 27-Plex Panel. Analysene viste at akutte sår inneholder cytokiner som ligner både Th1-og Th17 adaptive immunresponser. Monocytter stimulert med LPS produserte mest IL-1β, som igjen var det cytokinet som var mest effektivt til å indusere andre cytokiner og vekstfaktorer. Dette tyder på at monocytter har en viktig rolle i koordineringen av akutte betennelser og tilheling av akutte sår. Denne studien belyste også nye interaksjoner mellom cytokiner og vekstfaktorer som kan være viktig for sårtilheling. For å studere NLRP3s rolle ved akutt hjerteinfarkt studerte vi reguleringen av NLRP3 og IL-1β i kardiomyocytter og kardiofibroblaster og sammenlignet hjerter fra villtypemus med hjerter fra NLRP3 knockout-mus i en ex vivo iskemi-reperfusjon-modell (Langendorff-modell). NLRP3 og IL-1β ble oppregulert ved aktivering av TLR i begge celletyper, men uttykket var langt høyere i fibroblastene enn i kardiomyocyttene. Kun fra fibroblastene var utskillelse av IL-1β mulig å detektere, og denne var avhengig av tilstedeværelse av NLRP3. Hjerter fra NLRP3 knockout-mus hadde mindre vevsskade enn hjerter fra vildtype-mus etter akutt ex vivo iskemi-reperfusjon. Denne studien viste at NLRP3 kan være et mulig terapeutisk mål for å redusere vevsskaden som oppstår ved reperfusjon etter akutt hjerteinfarkt.nb_NO
dc.description.abstractInnate immunity depends on Toll-like receptors (TLRs), which recognize pathogen associated molecular patterns (PAMP) and initiate inflammation. LPS initiates proinflammatory signalling through TLR4, but signalling depends on the co-receptor MD- 2, which has high affinity for both LPS and TLR4. Monocytes can also secrete MD-2, and soluble (s)MD-2 is found in the blood. The expression of MD-2 has not been completely characterized at the protein level, due to lack of appropriate antibodies. Furthermore, stimuli inducing MD-2 secretion from monocytes has not yet been identified. Initiation of an effective inflammatory response depends on the production of signaling molecules named cytokines, from the initially activated cells. These cytokines, in turn, activate even more cells and induce an inflammatory signaling cascade. Furthermore, these cytokines are involved in the coordination and regulation of subsequent inflammatory events. However, the cellular sources of each cytokine, as well as the stimuli inducing them, are not systematically characterized. IL-1β is a particularly potent pro-inflammatory cytokine. In contrast to most other cytokines, IL-1β is synthesized as an inactive pro-cytokine (pro-IL-1β), and therefore depends on enzymatic cleavage to become an active signal molecule. NLRP3, an innate immune receptor which recognize tissue damage, mediates activation of an enzyme that activates IL-1β. NLRP3 itself is indirectly activated by a broad range of molecules leaking from damaged tissue and injured cells, probably through converging signaling pathways which are not fully characterized. It is not known if NLRP3 contribute in the pathogenesis of tissue damage due to acute myocardial infarction. To study the LPS receptor complex we developed a monoclonal anti-human MD-2 antibody, IIC1, which we used to study human MD-2 expression both qualitatively and quantitatively. MD-2 co-localized with TLR4 in monocytes, both on the plasma membrane and in the Golgi apparatus. MD-2 was also expressed on the plasma membrane of two other leukocyte populations, namely neutrophilic granulocytes and two sub-populations of B-lymphocytes, including CD27-positive cells. CD27 is expressed by memory B-cells. IL-10 induced both MD-2 and CD14 secretion from monocytes. Elevated soluble MD-2 and CD14 levels were detected in serum from HIV infected patients, which correlated with elevated IL-10 levels. We hypothesize that IL- 10 induced sMD-2 and sCD14 are contributors to reduced innate immune responses in HIV infected patients. To characterize the cytokine network in acute wounds, dermal wound fluids, as well as supernatants from monocytes, neutrophilic granulocytes, keratinocytes,fibroblasts and endothelial cells stimulated with TLR ligands and cytokines, were analysed with the Bio-Plex Human Cytokine 27-Plex Panel. The analysis showed that acute wound fluids feature a cytokine profile similar to that associated with Th1 and Th17 adaptive immune responses. LPS-stimulated monocytes were the most effective producers of IL-1β, which in turn was the most potent inducer of other cytokines and growth factors in most cell types. This further indicates that monocytes have a very important role in coordinating acute inflammation and wound healing. This study also revealed new interactions between cytokines and growth factors that may have important roles in wound healing. To characterize the role of NLRP3 in acute myocardial infarction, the regulation of NLRP3 and IL-1β gene expression in cardiomyocytes and cardiac fibroblasts were quantified. NLRP3 and IL-1β gene expression was up-regulated by TLR ligands in both cell types, but expressions were much higher in cardiac fibroblasts. IL-1β-release could only be detected from fibroblasts, and dependent on NLRP3. Furthermore, hearts from NLRP3-/- mice featured smaller infarct size than hearts from wild type mice after ex vivo ischemia-reperfusion. This study showed that NLRP3 may be a target for intervention to reduce lethal reperfusion injury.nb_NO
dc.languageengnb_NO
dc.publisherNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Det medisinske fakultet, Institutt for kreftforskning og molekylær medisinnb_NO
dc.relation.ispartofseriesDoktoravhandlinger ved NTNU, 1503-8181; 2012:314nb_NO
dc.relation.ispartofseriesDissertations at the Faculty of Medicine, 0805-7680; 579nb_NO
dc.titleThe Innate Immune System: A Paradoxical Mediator of Host Defense, Tissue Repair and Collateral Damagenb_NO
dc.typeDoctoral thesisnb_NO
dc.contributor.departmentNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Det medisinske fakultet, Institutt for kreftforskning og molekylær medisinnb_NO
dc.description.degreePhD i molekylærmedisinnb_NO
dc.description.degreePhD in Molecular Medicineen_GB


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record