Die Rolle von ausgewählten BH3-only Proteinen in der Lymphozytenentwicklung

Medientyp: E-Book

Titel: Die Rolle von ausgewählten BH3-only Proteinen in der Lymphozytenentwicklung

Beteiligte: Kurschat, Constanze [Verfasser:in]; Häcker, Georg [Akademische:r Betreuer:in]

Körperschaft: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Fakultät für Biologie

Erschienen: Freiburg: Universität, 2021

Umfang: Online-Ressource

Sprache: Deutsch

DOI: 10.6094/UNIFR/175261

Identifikator:

Schlagwörter: Apoptosis ; Vorläuferzelle ; B-Lymphozyt ; Bcl-2-Proteinfamilie ; BH3-only Proteine ; BH3-Mimetics ; (local)doctoralThesis

Entstehung:

Hochschulschrift: Dissertation, Universität Freiburg, 2020

Anmerkungen:

Beschreibung: Abstract: Die Entwicklung, eine richtige Funktionsweise sowie das Überleben von Immunzellen hängt vom Gleichgewicht der pro- apoptotischen (z.B. Bax, Bak, Bim, Puma, Noxa, Bmf) und der anti-apoptotischen Proteine (z.B. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w. Mcl-1 und A1) der Bcl-2-Familie ab. Diese Proteine regulieren die mitochondriale Apoptose. Eine Fehlregulation der mitochondrialen Apoptose kann erhebliche Konsequenzen haben, denn die Entstehung von Leukämien, Autoimmunerkrankungen oder die Entstehung von Lymphomen können durch Apoptose-resistente Immunzellen begünstig werden. BH3-Mimetika wie ABT-737 (spezifisch Inhibitoren von Bcl-2, Bcl-XL und Bcl-w), ABT-199 (spezifisch für Bcl-2) oder S63845 (spezifisch für Mcl-1) können unterschiedliche anti-apoptotische Mitglieder der Bcl-2 Familie inhibieren. Für diese Arbeit wurde die Rolle und die Bedeutung der anti-apoptotischen Proteine der Bcl-2 Familie und der pro-apoptotischen BH3-only Proteine auf deren Eigenschaften in der Regulation der mitochondrialen Apoptose von lymphoid-myeloiden Vorläufern (LMPPs) und frühen B-Zellen während deren Differenzierung untersucht. Dafür wurden Mauszelllinien verwendet, die mit dem Hoxb8 Onkogen konditionell immortalisiert waren. Diese Zellen lassen sich in vitro entweder in die myeloide oder in die lymphoide Richtung differenzieren. Die für diese Arbeit verwendeten Zelllinien waren für die wichtigsten BH3-only Proteine (Bim, Noxa, Puma und Bmf) einzeln oder doppelt defizient. Die Vorläuferzellen, sowie die in vitro differenzierten frühen B-Zellen wurden mit verschiedenen Apoptose-induzierenden Substanzen behandelt, und die ausgelöste Apoptose wurde analysiert. Dabei konnten deutliche Unterschiede zwischen den Vorläuferzellen und den in vitro differenzierten frühen B-Zellen gesehen werden. Eine Inhibierung von Bcl-2, Bcl-XL und Bcl-w durch ABT-737 konnte bei den Vorläuferzellen bereits bei niedrigen Konzentrationen Apoptose auslösen, während eine Inhibierung von Mcl-1 durch den Mcl-1 Inhibitor S63845 erst ab höheren Konzentrationen zum Zelltod führte. Eine kombinierte Behandlung der beiden Inhibitoren führte jedoch zu erhöhten Zelltodraten. ABT-199 zeigte einen ähnlichen pro-apoptotischen Effekt, wohingegen eine Inhibition von Bcl-XL keine Apoptose auslöste. Eine Defizienz für die BH3-only Proteine Bim und Noxa konnten die Vorläuferzellen bei niedrigen Konzentrationen vor einer ABT-737, ABT-199 und S63845 induzierten Apoptose schützen, aber dieser Effekt konnte durch einen gemeinsamen Verlust von Bim und Noxa noch gesteigert werden. Bim/Noxa doppelt defiziente Vorläuferzellen zeigten in fast allen Experimenten den besten Schutz vor Apoptose. Dies lässt auf eine Abhängigkeit der Zellen von Bcl-2 und Mcl-1 für deren Überleben schließen. Im Gegensatz dazu konnte für die in vitro differenzierten frühen B-Zellen beobachtet werden, dass der Verlust von Bim und mehr noch der gleichzeitige Verlust von Bim und Puma, die Zellen vor Apoptose-Induktion schützen konnte.<br>Die Inhibition von Bcl-2, Bcl-XL (und Bcl-w), Bcl-2, Bcl-XL oder Mcl-1 durch die entsprechenden spezifischen BH3-Mimetika entweder allein oder in unterschiedlichen Kombinationen führte zu einer Bim und Noxa abhängigen Apoptose. Darüber hinaus konnte beobachtet werden, dass die Interaktion zwischen Bim mit Bcl-2 und Mcl-1 durch die Inhibitoren erfolgreich gelöst wurde. Des Weiteren waren Bim/Puma defiziente frühe Hoxb8 FL B Zellen vor Apoptose geschützt, was den Schluss zuließ, dass Bim und Puma für die Apoptose-Induktion in diesen Zellen verantwortlich war

Abstract: Development, a correct function as well as survival of immune cells relies on the balance of pro- (i.e. Bax, Bak, Bim, Puma, Noxa, Bmf) and anti-apoptotic (i.e. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w, Mcl-1, A1) proteins of the Bcl-2 family. These proteins regulate mitochondrial apoptosis, and a dysregulation of mitochondrial apoptosis can have substantial effects. Leukaemia, autoimmune diseases, or lymphoma development can be fostered by apoptosis-resistant immune cells. BH3-mimetics like ABT-737 (specific inhibition of Bcl-2, Bcl-XL and Bcl-w), ABT-199 (specific inhibition of Bcl-2 alone) or S63845 (specific inhibition of Mcl-1 alone) can inhibit distinct anti-apoptotic members of the Bcl-2 family. For this thesis, the role and importance of the anti-apoptotic proteins of the Bcl-2 family, as well as the pro-apoptotic BH3-only proteins has been investigated for their properties in the regulation of mitochondrial apoptosis on mouse lymphoid-myeloid primed precursors (LMPPs) and early B cells during differentiation. Therefore, mouse cell lines which have been conditionally immortalized with the Hoxb8 oncogene have been used. These cells are able to differentiate in vitro either into the myeloid or lymphoid lineage. The cells used here had single or double deficiencies for the major BH3-only proteins (Bim, Noxa, Puma and Bmf). The progenitor cells as well as the in vitro differentiated early B cells were treated with different apoptosis inducing substances and tested for apoptosis induction. Significant differences between progenitor in vitro differentiated early B cells could be observed. Inhibition of Bcl-2, Bcl-XL and Bcl-w through ABT-737 triggered apoptosis already at low concentrations in Hoxb8 FLPs while inhibition of Mcl-1 through S63845 led to cell death at higher concentrations. A combined treatment with both inhibitors, on the other hand, led to elevated cell death rates. ABT-199 showed a similar pro-apoptotic effect, whereas inhibition of Bcl-XL did not induce cell death. Deficiency for the BH3-only proteins Bim and Noxa protected progenitor cells at low concentrations from ABT-737, ABT-199 and S63845 induced apoptosis and this effect could be further enhanced by a combined loss of Bim and Noxa. In almost all experiments Bim/Noxa double deficient progenitors showed the best protection against apoptosis, leading to the hypothesis that progenitor cells depend on Bcl-2 and Mcl-1 for their survival. In contrast, the loss of Bim and more so the combined loss of Bim and Puma protected the in vitro differentiated early B cells against apoptosis induction. Inhibition of Bcl-2, Bcl-XL (and Bcl-w), Bcl-2, Bcl-XL or Mcl-1 through their specific inhibitors either alone as well as in combination led to Bim- and Noxa- dependent apoptosis induction. Mcl-1 inhibition triggered Noxa-dependent cell death. Furthermore, it could be observed that the interaction between Bim with Bcl-2 and Mcl-1 was successfully disrupted upon treatment with their specific inhibitors. In addition, Bim/Puma double deficient early Hoxb8 B cells were protected from apoptosis, suggesting that Bim and Puma were responsible for apoptosis induction in these cells

Zugangsstatus: Freier Zugang

Rechte-/Nutzungshinweise: Namensnennung - Nicht-kommerziell - Keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND)

Nur in Feld suchen:

Zuletzt gesuchte Begriffe: