Detektion, Freisetzung und Glucocorticoidregulation von Makrophagen Migrations-Inhibierendem Faktor (MIF) in neuroendokrinen und zentralnervösen Systemen

Nachdem der Makrophagen Migrations-Inhibierender Faktor (MIF) in den sechziger Jahren als ein von T-Lymphozyten freigesetztes Zytokin entdeckt worden war, wurde er im Laufe der Zeit in einer Vielzahl verschiedener Systeme im Organismus nachgewiesen: MIF ist beteiligt an der Pathogenese von Autoimmu...

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Main Author: Rüttinger, Birgit
Contributors: Vedder, Helmut (PD, Dr. med.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2005
Nervenheilkunde
Subjects:
MIF
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Nachdem der Makrophagen Migrations-Inhibierender Faktor (MIF) in den sechziger Jahren als ein von T-Lymphozyten freigesetztes Zytokin entdeckt worden war, wurde er im Laufe der Zeit in einer Vielzahl verschiedener Systeme im Organismus nachgewiesen: MIF ist beteiligt an der Pathogenese von Autoimmunerkrankungen, gilt als Hormon, als Enzym, als Wachstums- und Angiogenesefaktor, spielt eine Rolle bei der Vermittlung des Endotoxinschocks und wird als neuroendokriner Mediator in der Adenohypophyse synthetisiert. Einzigartig ist der gegenregulatorische Mechanismus von MIF nach Stimulation durch Glucocorticoide: Anstatt wie andere Zytokine durch Glucocorticoide supprimiert zu werden, wird MIF nach Inkubation mit niedrigen Konzentrationen (10-12 M bis 10-10 M) von Glucocorticoiden vermehrt synthetisiert und sezerniert. Die Dosis-Wirkungs-Kurve verläuft dabei biphasisch, d.h. bei höheren Konzentrationen (10-8 M bis 10-6 M) verschwindet dieser Effekt. Diese besondere Interaktionskurve war im Organismus bisher nur in der Peripherie, nicht aber auf zentraler Ebene nachzuweisen. In der vorliegenden Arbeit wurden die Interaktionen zwischen neuroendokrinem System, ZNS und Immunsystem am Beispiel der Regulation des Zytokins MIF unter Einfluss von Dexamethason (DEX) in verschiedenen Zellsystemen untersucht. Ausgewählt wurde hierzu die Zelllinie AtT20 als corticotrope adenohypophysäre Zelllinie der Maus, HN10e-Zellen als murine hippocampale Zelllinie und schließlich Primärkulturen des Hippocampus und des Cortex, welche von Rattenembryonen stammten. Zunächst wurde mittels immunhistochemischer Färbung der Nachweis von MIF-Protein in den Zellen und nähere Informationen zur intrazellulären Lokalisation erbracht. Um Aufschluss über besondere Dosis-Wirkungs-Beziehungen zwischen Glucocorticoidapplikation und MIFRegulation zu erhalten, erfolgte die Inkubation der Zellen mit DEX in den Konzentrationen 10-11 M, 10-9 M bzw. 10-7 M über einen Zeitraum von 1 bis 8 Stunden bzw. 1 bis 24 Stunden. Die mRNA von MIF wurde mit Hilfe der RT-PCR analysiert, intrazelluläres und extrazelluläres MIF-Protein ließ sich im Western Blot darstellen, anschließend erfolgte eine semiquantitative Auswertung und eine grafische Darstellung der Ergebnisse. Das MIF-Protein konnte in der immunhistochemischen Färbung in allen Zellsystemen nachgewiesen werden, wobei sich innerhalb der Zellen eines Systems eine unterschiedliche intrazelluläre Verteilung des Proteins zeigte. MIF reicherte sich vor allem entlang der Zellmembran, in den Zellfortsätzen und auch im Zellkern an. Die Rolle von MIF in der Wachstumsregulation und Zellzykluskontrolle rückt in neueren Studien immer mehr in den Vordergrund, die nukleäre Anwesenheit von MIF in den untersuchten Zellen ist ein klarer Hinweis auf eine Funktion in der Transkriptionskontrolle. In den Proteinanalysen ergaben sich bei den adenohypophysären AtT20-Zellen Hinweise für eine Regulation aber keine eindeutigen Anzeichen für eine biphasische Beziehung zwischen DEX und MIF. Bereits die Untersuchung von LPS und MIF in der Adenohypophyse von Mäusen ergab keine glockenförmige Interaktionskurve. In der hippocampalen Zellline fanden sich deutliche Hinweise, dass bei höherer Konzentration an DEX (10-7 M) die maximale intrazelluläre MIF-Konzentration erst nach acht Stunden erreicht wurde, während bei der niedrigeren DEX Konzentration (10-11 M) bereits in den ersten zwei Stunden ein Maximum vorlag. Dies deutet auf eine biphasische Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen DEX und MIF hin. In den Hippocampusneuronen erreichte der intrazelluläre MIF-Gehalt nach Stimulation mit einer niedrigeren DEX-Konzentration (10-11 M) nach vier Stunden ein Maximum. Verglichen mit der bereits beschriebenen Abnahme um 73% vier Stunden nach Inkubation mit DEX 10-9 M ist dies als ein weiterer Hinweis auf eine glockenförmige Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen DEX und MIF auf hippocampaler Ebene zu werten. Auch in den Cortexneuronen zeigte sich ein erniedrigter intrazellulärer MIF-Spiegel vier Stunden nach Inkubation mit DEX 10-9 M, während nach Zugabe von 10-11 M DEX der intrazelluläre MIF-Spiegel anstieg. Damit ergeben sich auf corticaler Ebene ebenfalls Indizien für eine biphasische Beziehung zwischen eingesetzter DEX-Konzentration und synthetisiertem MIF-Protein. Eine Regulation der mRNA-Spiegel ergab sich nicht, MIF-mRNA blieb kontinuierlich stark exprimiert. Bereits in anderen Studien wird auf eine unregulierte, aber kontinuierlich stark exprimierte MIF-mRNA hingewiesen. Zu vermuten ist eine Steuerung der Proteinsynthese über posttranskriptionale Mechanismen wie Translations-Kontrolle, mRNA-Stabilität, erhöhter Protine turnover und Sekretionshemmung.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2005.0193