dc.contributor.advisor | Ramadori, Giuliano Prof. Dr. Dr. h.c. | de |
dc.contributor.author | Ahmad, Ghayyor | de |
dc.date.accessioned | 2012-05-16T12:11:10Z | de |
dc.date.available | 2013-01-30T23:50:33Z | de |
dc.date.issued | 2010-05-07 | de |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B686-8 | de |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1375 | |
dc.description.abstract | Eisen ist unentbehrlich für lebende Organismen.
Eisenhomöostase orchestriert wird sowohl auf zellulärer
und systemischer Ebene, und in der Leber spielt eine
zentrale Rolle bei der Regulation des
Eisenstoffwechsels. Eine zunehmende Anzahl von Genen
mit Leber-Eisen-Transport-oder Verwaltungsvorschriften
zugeordnet wurden identifiziert. Hämoxygenase-1 (HO-1)
und Lactoferrin (LTF) gehören zu dieser Gene bekannt,
dass Eisen-Stoffwechsel auf zellulärer und systemischer
Ebene zu regeln, beziehungsweise. Häm-Oxygenase-1 ist
ein intrazelluläres positive Akutphaseprotein und
reguliert einer der Wege, die Leberzellen zu erwerben
freies Eisen zu nutzen. Die Zytokine regulieren HO-1
Genexpression in der Leber und in anderen Organen wie
Muskeln sind nur teilweise bekannt. Außerdem ist
Lactoferrin Serumkonzentration bekanntermaßen unter
akuten Phase Bedingungen zu erhöhen, aber die Website
der Synthese in nicht bekannt.In der vorliegenden Arbeit untersuchten wir die
Veränderungen in der HO-1 und LTF Genexpression während
Terpentinöl- und LPS-Akute-Phase-Reaktion (APR)
induziert. Zytokine sind Mediatoren der Kern der APR,
und bei verschiedenen akuten Phase Mediatoren IL-6 ist
eine der Grundsatz Signalmoleküle. Es ist bekannt, eine
Schlüsselrolle in der Aufrechterhaltung Körper
Eisenhomöostase während der April spielen. Aus diesem
Grund untersuchten wir die Induktion von HO-1 und LTF
in IL-6 behandelten Mäusen und darüber hinaus
erwirtschafteten wir hin-und LPS-APR in IL-6 knockout
(KO) Mäusen, die Auswirkungen von IL-6 induziert
Abwesenheit bestimmen auf HO-1 und LTF-Genregulation
während der April Um den relativen Beitrag der anderen
akuten Phase Zytokinen bei HO-1 und LTF-Regulierung der
Genexpression zu bewerten, behandelten wir Mäuse mit
IL-1ß, TNF- und IFN-γ. Die in vivo Ergebnisse wurden
durch in vitro-Experimenten, unterstützt mit der
gleichen Zytokine in der Zellkultur.IL-6 erweitert die Genexpression von HO-1 in IL-6
behandelten Mäusen, murine Hepatozyten und Hepa 1-6
Zellen. Serum IL-6 Ebenen hin-und LPS-behandelten
Wildtyp-Mäusen erhoben wurden und eng mit der
Hochregulation der hepatischen HO-1 Expression bei
diesen Tieren. Hepatische HO-1 Genexpression wurde
festgestellt, dass deutlich in IL-6 KO Mäusen stieg
auch sein, sowohl in den Modellen von April In IL-6 KO
Mäusen war jedoch die konstitutive Expression von HO-1
in der Leber höher als in ihren Wildtyp (WT)
Gegenstücke. Unter anderen entzündlichen Signalen,
TNF-, IL-1ß und IFN-γ erhöhte HO-1 Genexpression in
vivo und in vitro. Serum IL-1ß zeigte eine verzögerte
Erhöhung in TO-behandelten IL-6 KO Mäusen als ihre
Gegenstücke WT verglichen, sondern die Serumspiegel von
TNF- nicht signifikant steigern bei diesen Tieren. In
LPS-behandelten WT-und IL-6 KO Mäusen, erhöhten die
Serumspiegel von TNF- und IL-1ß prominent. Wir
untersuchten auch die verschiedenen
Transkriptionsfaktoren der HO-1 in der Leber zu-und
LPS-behandelten IL-6-Knockout-Mäusen. Unter diesen
hepatische STAT3-Phosphorylierung wurde sowohl in
Akut-Phase-Modelle in Knockout-Mäusen beobachtet. Unter
anderem Transkriptionsregulatoren der HO-1, AP-1 zu
sein schien mehr beteiligt behandelten Tieren während
NFκB wurde prominent in LPS Behandlung. HO-1 wurde
ebenfalls verletzt und in nicht-verletzten Muskeln
bewogen-und LPS-behandelten WT-und IL-6 KO-Mäusen.
Während jedoch in TO-behandelten Tieren eine frühe
Anstieg der HO-1 Genexpression wurde in Nicht-messbare
verletzten Muskels, HO-1 war nur zu späteren
Zeitpunkten in den Muskel des intraperitoneal (ip)
induziert LPS-behandelten Tieren.Lactoferrin wurde auf mRNA-und Protein-Ebene in der
Leber von TO hochreguliert-und LPS-behandelten Mäusen
WT, obwohl das Muster der Induktion war in beiden
verschiedenen Tiermodellen. IL-6 induziert Lactoferrin
Genexpression in WT Mäusen, murine Hepatozyten und Hepa
1-6 Zellen. Lactoferrin Genexpression auch in der Leber
erhöht und LPS-behandelten IL-6 KO-Mäusen. Das Ausmaß
der Hochregulation war ähnlich wie in WT-und IL-6
KO-Mäuse, sondern eine frühe Rückgang der LTF auf
mRNA-und Protein-Ebene wurde im TO beobachtet
behandelten IL-6 KO Tieren. Auf der anderen Seite, Höhe
der Hochregulation von LTF mRNA in der Leber von
LPS-behandelten IL-6 KO Mäusen höher war als in den
WT-Mäusen. Außerdem im TO-injiziert Skelettmuskel auch
deutliche Unterschiede gesehen wurden in LTF Ausdruck
zwischen WT und IL-6 KO-Mäusen. Was WT Mäusen
verglichen, zeigten IL-6 KO-Mäuse einen höheren Anstieg
und ein verzögerter Rückgang der LTF Expression im
Skelettmuskel nach TO-Injektion. Messung des Serum LTF
zeigten einen Anstieg der LTF, dass mehr prominente
nach LPS Injektion als nach TO-Injektion wurde. Neben
IL-6, TNF- und IFN-γ ebenfalls erhöht LTF
Genexpression in vivo und in vitro. Allerdings schien
IL-1ß, keine bedeutende Rolle bei der Genexpression LTF
Hochregulation spielen.HO-1 weiterhin eine positive Akute-Phase-Protein,
nicht nur in der Leber, sondern auch im Skelettmuskel
unter verschiedenen Bedingungen akuten Phase auch in
Abwesenheit von IL-6. Neben den Daten aus der aktuellen
Arbeit erworben zeigt nicht nur zum ersten Mal Muskel
und Leber als zwei Hauptquellen des Serums Lactoferrin
in verschiedenen akuten Phase Bedingungen, bringt aber
auch zu verschiedenen akuten Phase Lichtsignale LTF
Regulierung der Genexpression während der akuten Phase
Bedingungen. Neben LTF und HO-1, Serum-Eisen-Ebenen und
Eisenkonzentration in der Leber-Gewebe von TO-und
LPS-behandelten Tieren gemessen wurden, und eine
inverse Korrelation zwischen der Abnahme des
Serum-Eisen-Konzentration und die Zunahme der
Eisenkonzentration in der Leber wurde fanden sowohl im
Tiermodell. Erhöhung der Eisenkonzentration in der
Leber eng korreliert mit Augmented hepatische HO-1
Genexpression, die einer der Wege, die Leberzellen auf
freie Eisen durch den Abbau von Häm zu erwerbennutzen
ist. Zur gleichen Zeit, in der Leber erhöhen LTF
Genexpression deutet auf eine Zyto-Schutzschicht Weg,
der vielleicht nicht nur in der Chelat des freien
Eisens im April beteiligt sein, sondern könnte auch in
der Eisen-Transport werden die Unterstützung aus dem
Serum zur Leber, die Möglichkeit der Reduzierung Sein
freies Eisen zur Verfügung Krankheitserreger in einer
laufenden April Während LTF Serumspiegel steigen
während der April könnte wahrscheinlich ein weiterer
Schutzmechanismus der Immunabwehr auf eine beliebige
freie Eisen auf der einen Seite Chelat-oder Eisen in
den Bereich des Verkehrs notwendig werden. | de |
dc.format.mimetype | application/pdf | de |
dc.language.iso | eng | de |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ | de |
dc.title | Modulation of Gene Expression of Iron Regulatory Proteins, Hemeoxygenase-1 and Lactoferrin, in Mice Liver and Muscle by Different Cytokines, In Two Models of Acute Phase Reaction. | de |
dc.type | doctoralThesis | de |
dc.contributor.referee | Engel, Wolfgang Prof. Dr. | de |
dc.date.examination | 2010-04-28 | de |
dc.subject.dnb | 500 Naturwissenschaften allgemein | de |
dc.description.abstracteng | Iron is indispensable to living organisms. Iron
homeostasis is orchestrated both at the cellular and
the systemic level, and liver plays a central role in
the regulation of iron metabolism. An increasing number
of genes associated with hepatic iron transport or
regulation have been identified. Heme oxygenase-1(HO-1)
and lactoferrin (Ltf) are among these genes known to
regulate iron metabolism at cellular and systemic
levels, respectively. Heme-oxygenase-1 is an
intracellular positive acute phase protein and
regulates one of the pathways that hepatic cells
utilize to acquire free iron. The cytokines regulating
HO-1 gene expression in liver and in other organs like
muscle are only partially known. Moreover, lactoferrin
serum concentration is known to increase under acute
phase conditions, but the site of synthesis in not
known.In the current work we investigated the changes in
HO-1 and Ltf gene expression during turpentine oil- and
LPS-induced acute phase reaction (APR). Cytokines are
the core mediators of APR, and among different acute
phase mediators IL-6 is one of the principle signalling
molecules. It is known to play a key role in
maintaining body iron homeostasis during APR. For this
reason we studied the induction of HO-1 and Ltf in IL-6
treated mice, and in addition we generated TO- and
LPS-induced APR in IL-6 knockout (KO) mice to determine
the effects of IL-6 absence on HO-1 and Ltf-gene
expression regulation during APR. In order to evaluate
the relative contribution of other acute phase
cytokines to regulate HO-1 and Ltf-gene expression, we
treated mice with IL-1ß, TNF-, and IFN-γ. The in vivo
results were supported by in vitro experiments, using
the same cytokines in cell culture.IL-6 augmented the gene expression of HO-1 in IL-6
treated mice, murine hepatocytes and hepa 1-6 cells.
Serum IL-6 levels of TO- and LPS-treated wild type mice
were elevated and closely correlated to the
upregulation of hepatic HO-1 expression in these
animals. Hepatic HO-1 gene expression was found to be
increased significantly in IL-6 KO mice as well, in
both the models of APR. In IL-6 KO mice, however, the
constitutive expression of HO-1 in the liver was higher
than in their wild type (WT) counterparts. Among other
inflammatory signals, TNF-, IL-1ß and IFN-γ increased
HO-1 gene expression in vivo and in vitro. Serum IL-1ß
showed a delayed increase in TO-treated IL-6 KO mice as
compared to their WT counter parts, but serum levels of
TNF- did not augment significantly in these animals.
In LPS-treated WT and IL-6 KO mice, the serum levels of
TNF- and IL-1ß elevated prominently. We studied also
the different transcriptional regulators of HO-1 in the
liver of TO- and LPS-treated IL-6 knockout mice. Among
these, hepatic STAT3-phosphorylation was observed in
both acute phase models in knockout mice. Among other
transcriptional regulators of HO-1, AP-1 appeared to be
more involved in TO-treated animals whereas NFκB was
prominent in LPS treatment. HO-1 was induced also in
injured and non-injured muscles of TO- and LPS-treated
WT and IL-6 KO mice. However, whereas in TO-treated
animals an early increase of HO-1 gene expression was
measurable in non-injured muscle, HO-1 was induced only
at later time points in the muscle of intraperitoneally
(i.p.) LPS-treated animals.Lactoferrin was upregulated at mRNA and protein
level in the liver of TO- and LPS-treated WT mice,
although the pattern of induction was different in both
animal models. IL-6 induced lactoferrin gene expression
in WT mice, murine hepatocytes and hepa 1-6 cells.
Lactoferrin gene expression also increased in the liver
of TO- and LPS-treated IL-6 KO mice. The magnitude of
upregulation was similar in WT and IL-6 KO mice, but an
early decline in Ltf at mRNA and protein level was
observed in TO-treated IL-6 KO animals. On the other
hand, magnitude of upregulation of Ltf mRNA in the
liver of LPS-treated IL-6 KO mice was higher than in
the WT mice. Moreover, in TO-injected skeletal muscle
also marked differences were seen in Ltf expression
between WT and IL-6 KO mice. As compared to WT mice,
IL-6 KO mice showed a higher increase and a delayed
decline in Ltf expression in the skeletal muscle after
TO-injection. Serum measurement of Ltf showed an
increase of Ltf that was more prominent after LPS
injection than after TO-injection. Besides IL-6, TNF-
and IFN-γ also increased Ltf gene expression in vivo
and in vitro. However, IL-1ß appeared to play no
significant role in Ltf gene expression
upregulation.HO-1 remains a positive acute phase protein, not
only in liver but also in skeletal muscle under
different acute phase conditions even in the absence of
IL-6. Besides, the data acquired from the current work
not only shows for the first time muscle and liver as
two main sources of serum lactoferrin during different
acute phase conditions, but also brings to light
different acute phase signals regulating Ltf gene
expression during acute phase conditions. In addition
to Ltf and HO-1, serum iron levels and iron
concentration in the liver-tissues of TO- and
LPS-treated animals were measured, and an inverse
correlation between the decrease of serum iron
concentration and the increase of liver iron
concentration was found in both the animal models.
Increase in liver iron concentration closely correlated
to augmented hepatic HO-1 gene expression, which is one
of the pathways that hepatic cells utilize to acquire
free iron by the breakdown of heme. At the same time,
increase in hepatic Ltf gene expression indicates to a
cyto-protective pathway that might not only be involved
in the chelation of free iron during APR, but also
might be assisting in iron transport from serum to
liver to reduce the possibility of free iron being
available to pathogens in an ongoing APR. Whereas Ltf
serum level increase during APR might probably be
another protective mechanism of the immune defense
system to chelate any free iron on one side or to
transport iron into the area of need. | de |
dc.contributor.coReferee | Groß, Uwe Prof. Dr. | de |
dc.subject.topic | Mathematics and Computer Science | de |
dc.subject.ger | Lactoferrin | de |
dc.subject.ger | Hemeoxygenase-1 | de |
dc.subject.ger | Eisen | de |
dc.subject.ger | Entzündungen | de |
dc.subject.ger | Leber | de |
dc.subject.ger | Skelettmuskel | de |
dc.subject.ger | Cytokine | de |
dc.subject.ger | Krankheit | de |
dc.subject.ger | LPS | de |
dc.subject.ger | Terpentinöl | de |
dc.subject.eng | Lactoferrin | de |
dc.subject.eng | Hemeoxygenase-1 | de |
dc.subject.eng | Iron | de |
dc.subject.eng | Inflammation | de |
dc.subject.eng | Liver | de |
dc.subject.eng | Skeletal Muscle | de |
dc.subject.eng | Cytokine | de |
dc.subject.eng | disease | de |
dc.subject.eng | LPS | de |
dc.subject.eng | turpentine oil | de |
dc.subject.bk | 42.00 | de |
dc.subject.bk | 42.13 | de |
dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-2448-3 | de |
dc.identifier.purl | webdoc-2448 | de |
dc.affiliation.institute | Biologische Fakultät inkl. Psychologie | de |
dc.subject.gokfull | WA 000: Biologie | de |
dc.identifier.ppn | 629818207 | de |