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Titel: Untersuchung der Rolle von Neurotrophinen in der Zellphysiologie von Atemwegsepithelzellen am Beispiel der murinen Lungenepithelzellinie LA-4
Autor: Pirayesh Islamian, Ariyan
Weitere Beteiligte: Nockher, Andreas (Dr.)
Erscheinungsjahr: 2011
URI: https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2011/0029
DOI: https://doi.org/10.17192/z2011.0029
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2011-00291
DDC: Medizin, Gesundheit
Titel(trans.): Analysis of the role of neurotrophins in the cell physiology of airway epithelial cells using the murine lung epithelial cell line LA-4

Dokument

Schlagwörter:
Asthma, Brain-derived neurotrophic factor, Nerve growth factor, Bronchialasthma, Lungenepithelzellen, Epithel, Neurotrophine, Airway epithelial cells, Neurotropher Faktor, Airway inflammation

Zusammenfassung:
Beim allergischen Asthma bronchiale handelt es sich um eine chronische Atemwegsentzündung, die mit einer variablen Atemwegsobstruktion nach Allergeninhalation, einer Zunahme der Empfindlichkeit der Atemwege auf eine Vielzahl von Reizen (Atemwegshyperreaktivität) und strukturellen Umbauvorgängen innerhalb des Lungengewebes einhergeht. Der Pathophysiologie liegt hierbei eine allgemeine neuro-immunmodulatorische Dysfunktion zugrunde, die u. a. über diverse Neuropeptide und eine Bandbreite an Zytokinen, unter denen die sog. TH2-Zytokine (IL-4, IL-5 und IL-13) sowie der TNFa und das IL-1 hervorzuheben wären, vermittelt wird. Wachsenden Erkenntnissen nach, spielen auch Neurotrophine innerhalb der komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Nerven- und Immunsystem eine besondere Rolle. Neben den aktivierten Immunzellen, die das Lungengewebe im Rahmen der Entzündung infiltrieren, konnten mittlerweile auch Strukturzellen der Lunge, wie beispielsweise Fibroblasten und glatte Muskelzellen, als Quelle für Neurotrophine identifiziert werden. Anhand der vorliegenden Untersuchungsergebnisse kann aufgezeigt werden, dass das Lungenepithel imstande ist, die beiden Neurotrophine NGF und BDNF sowie ihre korrespondierenden Tyrosinkinase-Rezeptoren trkA und trkB zu exprimieren. Darüber hinaus kann dargelegt werden, dass die epitheliale Sekretionsrate unter Stimulation mit proinflammatorischen Zytokinen (TNFa, IL-1β) und den sog. TH2- Zytokinen (IL-4, IL-5, IL-13) nachweislich gesteigert ist. Zusammenfassend implizieren die Beobachtungen eine aktive Teilnahme des Lungenepithels an der komplexen Dysregulation während des Entzündungsgeschehens über eine polarisierte, parakrine Sekretion von Neurotrophinen. Zudem präsentiert die vorliegende Arbeit sowohl NGF als auch BDNF als wichtige autokrine Stimulatoren der Zellproliferation von Lungenepithelzellen, die ihre trophische Funktion, ähnlich dem KGF, über ihre Tyrosinkinase-Rezeptoren (trk) vermitteln. Die Beobachtung, dass das im Rahmen des Asthma bronchiale vorherrschende Milieu an Zytokinen ein wichtiger Trigger für das Lungenepithel zur Synthese von NGF und BDNF darstellt, unterstreicht die Bedeutung der autokrin vermittelten, trophischen Funktion beider Neurotrophine auf das Lungenepithel, die letztlich über eine Stimulation der Proliferation im Falle einer entzündlichen Gewebszerstörung zu einer Re-Epithelialisierung der Atemwege beitragen mag.

Summary:
In allergic asthma the development of allergic inflammation and neuronal hyperresponsiveness are functionally associated. One group of mediators of this neuroimmune interaction is the neurotrophin family, members of which are intensively produced in the allergic lung. In addition to immune cells both smooth muscle cells and fibroblasts are capable of producing members of the neurotrophin family. This study presents the lung epithelial cells as an additional source for neurotrophins. Interestingly, epithelial neurotrophin secretion is shown to be increased by both the proinflammatory cytokines, TNFa and IL-1b and the Th2-associated cytokines (IL-4, IL-5, IL-13). These data underline the contribution of the lung epithelium to the complex interaction between immune cells, the nervous system and structural cells of the lung underlying the pathomechanism of asthma. In due consideration of the epithelial expression of the neurotrophin receptors, trkA and trkb, during the stage of proliferation, the role of NGF and BDNF as autocrine growth factors becomes clear.


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