Chemokinaktivität induziert durch Interleukin-6

Clahsen, Thomas; Schaper, Fred

doi:HT015951101

Chemokinaktivität induziert durch Interleukin-6 = Chemokine activity induced by Interleukin-6

Clahsen, Thomas

2009

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Thomas Clahsen

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2009

UmfangVII, 93 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2009

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Schaper, Fred (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2009-02-06

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-27980
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/50830/files/Clahsen_Thomas.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Biochemie und Molekularbiologie (513000-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Migration <Biologie> (Genormte SW) ; Interleukin 6 (Genormte SW) ; Biowissenschaften, Biologie (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
Interleukin-6 ist der Namensgeber der Familie der IL-6-Typ Zytokine. Es signalisiert über einen Rezeptorkomplex, der aus einer membrandurchspannenden Rezeptoruntereinheit gp130 und dem IL-6Ralpha besteht. Die Aktivierung dieses Rezeptorkomplexes führt zur Aktivierung des JAK/STAT Signalweges, der MAPK- und der PI3K-Kaskade. IL-6 spielt vor allem als Induktor der Akutphase Proteine eine entscheidende Rolle. Die Zellwanderung wird hauptsächlich durch Chemokine induziert, die durch G-Protein gekoppelte Rezeptoren signalisieren. Nur für wenige Zytokine, die über Rezeptortyrosinkinasen oder über Kinase assoziierte Rezeptoren signalisieren, konnte gezeigt werden, dass sie die Zellwanderung induzieren. In einer von uns vor kurzem veröffentlichen Studie, konnten wir das erste Mal beschreiben, dass IL-6 die direkte chemotaktische Zellwanderung von T-Zellen induziert. In dieser Arbeit wurden nun die biologischen Eigenschaften von IL-6 untersucht, die für die Monozytenwanderung notwendig sind. Der erste stimulationsabhängige Schritt in der Leukozytenrekrutierung ist die Aktivierung der Integrine. Es konnte gezeigt werden, dass IL-6 die Aktivierung der beta1-Integrin Untereinheit sowohl auf TUR-Zellen und RAW 264.7-Zellen als auch auf primären humanen CD14+- Monozyten induziert. Der nächste stimulationsabhängige Schritt ist die Adhäsion der Leukozyten auf den Endothelzellen. Mittels einer Zelladhäsionsanalyse wurde nachgewiesen, dass TUR-Zellen, die mit IL-6 stimuliert wurden, eine ähnlich starke Adhäsion auf Endothelzellen zeigen, wie Zellen, die mit SDF-1 stimuliert wurden. Für die anschließende Zellwanderung ist eine Polymerisation des Aktins am leading egde wichtig. Die Stimulation mit IL-6-induziert die Aktin-Polymerisation in TUR-Zellen, RAW 264.7-Zellen und primären humanen CD14+-Monozyten. Des Weiteren induziert IL-6 sowohl die Fibronektin-abhängige Zellwanderung als auch die Zellwanderung durch eine Schicht von Endothelzellen. In einem weiteren Teil der Arbeit, wurde untersucht, ob der Transkriptionsfaktor STAT3 an der IL-6-induzierten Zellwanderung beteiligt ist. Es wurde herausgefunden, dass der STAT3- Inhibitor Galiellalacton zu einer Reduktion der IL-6-induzierten Fibronektin-abhängigen Zellwanderung von TUR-Zellen führt. Jedoch konnte die beschriebene Inhibition der STAT3 DNA-Bindung durch Galiellalacton nicht bestätigt werden. FAK spielt bei der Zellwanderung eine wichtige Rolle. Es konnte bisher nur für wenige Rezeptortyrosinkinasen gezeigt werden, dass FAK direkt an den Rezeptor bindet. In dieser Arbeit konnte zum ersten Mal nachgewiesen werden, dass FAK an die Rezeptoruntereinheit gp130 bindet. IL-6 erfüllt alle Kriterien eines chemotaktischen Zytokins, obwohl es nicht, wie die klassischen Chemokine, über G-Protein gekoppelte Rezeptoren signalisiert.

Interleukin-6 belongs to the IL-6 type cytokine family. It signals through a receptor complex composed of the IL-6Ralpha and the signal-transducing subunit gp130. The activation of this receptor complex leads to the activation of the JAK/STAT pathway, the MAPK- and PI3K-caskade. IL-6 plays an important role in the induction of acut-phase proteins. Migration is most importantly induced by chemokines, which signal through G-protein coupled receptors. Only a few cytokines, signalling via receptor-tyrosin-kinases or via receptors associated with kinases, had been shown to induce cell migration. In a previous publication we could demonstrate for the first time, that IL-6 induces directly chemotactic migration of T-cells. In the study presented here the biological properties of IL-6 which are crucial for the migration of monocytes have been analyzed in detail. The first crucial step for leukocyte recruitment is the activation of integrins. Here it is shown that IL-6-induces activation of beta1-integrin on both, TUR-cells and RAW 264.7-cells as well as on primary human CD14+-monocytes. The second stimulation-dependent step is the adhesion of leukocytes to endothelial cells. Using cell adhesion assays it could be demonstrate that IL-6 treated TUR-cells adhere to endothelial cells as efficient as SDF-1-treated cells. For subsequent cell migration actin polymerization at the leading edge is important. Indeed, stimulation with IL-6 induces the actin polymerization in both, TUR-monocytic cells and RAW 264.7 macrophages as well as in primary human CD14+-monocytes. In addition, IL-6 induces fibronectin-dependent migration and transmigration through a layer of endothelial-cells. Furthermore, it was analyzed whether the transcription factor STAT3 is involved in IL-6-induced cell migration. Here, it could be demonstrated that the STAT3-inhibitor Galiellalacton reduces the IL-6-induced fibronectin-dependent migration of TUR-cells. However the previously described inhibition of STAT3 DNA-binding could not be confirmed in this study. FAK plays an important role in migration. For only a few receptor-tyrosine kinases direct binding of FAK to the receptor could be demonstrated. In the thesis presented here it has been shown for the first time that FAK binds to the gp130 receptor subunit of the IL-6 receptor complex. IL-6 fulfills all biological properties of a chemotactic cytokine even though, and in contrast to classical chemokines, IL-6 does not signal through G-protein coupled receptors.

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