Vergleich der Signaltransduktion von Interleukin-6 und Interleukin-10 in primären humanen Makrophagen

Niemand, Claudia; Heinrich, P. C.

doi:429

Vergleich der Signaltransduktion von Interleukin-6 und Interleukin-10 in primären humanen Makrophagen

Niemand, Claudia

2002

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Claudia Niemand

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2002

UmfangV, 78 S : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2002

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Heinrich, P. C. (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2002-07-31

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-4296
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/59208/files/Niemand_Claudia.pdf

Einrichtungen

Medizinische Fakultät (510000-1)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Medizin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In der vorliegenden Arbeit wurde die Signaltransduktion von IL-6 und IL-10 in primären humanen Makrophagen im direkten Vergleich untersucht. Zudem wurden die Einflüsse von verschiedenen pro-inflammatorischen Stimuli und von feedback-Inhibitoren wie SOCS3 auf die Signaltransduktion dieser Zytokine verglichen. - IL-10 unterdrückt bedeutend stärker als IL-6 die TNF-Synthese nach LPS-Stimulation von Makrophagen, obwohl beide Zytokine den Transkriptionsfaktor STAT3 aktivieren. - Der Vergleich der STAT3-Aktivierung durch IL-6 und IL-10 ergab kaum Unterschiede, lediglich hielt die IL-10-vermittelte STAT3-DNA-Bindungsfähigkeit etwas länger an, im Durchschnitt ca 20-30 min. Die IL-10-induzierte STAT3-Aktivierung ist ebenso wie die IL-6 vermittelte konzentrationsabhängig, transient und zeigt einen biphasischen Verlauf. - Die Stimulation von primären Makrophagen mit IL-10 bewirkte ähnlich wie IL-6 die Phosphorylierung der Tyrosinphosphatase SHP2 und der p42/44 MAP-Kinasen, obwohl dem IL-10R1 ein typisches SHP2-Bindungsmotiv fehlt. - PMA und TNFalpha konnten die STAT3-Aktivierung nach IL-10-Stimulation überhaupt nicht unterdrücken, LPS zeigte einen partiellen Effekt auf das IL-10-signaling. Im Gegensatz dazu vermochten LPS, PMA und TNFalpha sowohl nach 20 min Vorinkubation als auch bei gleichzeitiger Gabe von Stimulus und IL-6 ins Kulturmedium die STAT3-Aktivierung durch IL-6 vollständig zu unterdrücken. Die Hemmung der Transkription durch Aktinomycin D hatte keinen Einfluß auf die Blockade des IL-6-signalings durch LPS. - Da LPS nicht nur die STAT3-Aktivierung nach IL-6-Stimulation blockiert, sondern auch die SHP2-Phosphorylierung, muß die Blockade an gp130 oder an den Jak-Kinasen erfolgen. Die IL-10-induzierte SHP2-Phosphorylierung wird durch LPS nicht inhibiert. - Eine erste Stimulation mit IL-6 oder IL-10 unterdrückte die durch eine folgende zweite IL-6 Stimulation induzierte STAT3-Aktivierung. Erfolgte die zweite Stimulation jedoch durch IL-10, wurde STAT3 aktiviert. Wenn die Transkription durch Aktinomycin D gehemmt wurde, hatte die erste Stimulation mit IL-6 oder IL-10 keinen Einfluß auf die folgende zweite Inkubation mit IL-6. Beide Zytokine verstärken die Genexpression von SOCS3 in Makrophagen, IL-10 bedeutend mehr als IL-6. Diese Ergebnisse zeigen, daß IL-10 die IL-6-vermittelte Signaltransduktion durch die Induktion von SOCS3 unterdrückt. IL-6 hemmt die eigene Signaltransduktion durch die Aktivierung des SOCS3-Gens. Die IL-10 vermittelte Signaltransduktion ist im Vergleich zu IL-6 deutlich weniger sensitiv auf den feedback-Inhibitor SOCS3.

Different sensitivities of IL-10- and IL-6-induced STAT3 activation towards inhibitory mechanisms in primary human macrophages. Interleukin-10 (IL-10) acts on human macrophages as a more potent anti-inflammatory cytokine than interleukin-6 (IL-6) although both cytokines signal mainly via activation of the transcription factor STAT3. In this study I compared IL-10 and IL-6 signaling in primary human macrophages derived from blood monocytes. Whereas pretreatment of macrophages with PMA or the pro-inflammatory mediators LPS and TNFalpha blocks IL-6-induced STAT3 activation, IL-10-induced activation of STAT3 remains largely unaffected. Although LPS induces the feedback inhibitor SOCS3 in macrophages, inhibition of IL-6 signal transduction by LPS occurs rapidly and does not dependent on gene transcription. Pretreatment of macrophages with IL-10 inhibits subsequent STAT3 activation by IL-6 whereas IL-10-induced STAT3 activation is not affected by preincubation with IL-6. This cross-inhibition is dependent on active transcription and might therefore be explained by different sensitivities of IL-10 and IL-6 signaling towards the feedback inhibitor SOCS3 that is induced by both cytokines. Whereas the IL-6 signal transducer gp130 has been previously shown to recruit SOCS3 to one of its phosphotyrosine residues (Y759), sequence comparison of phosphotyrosine motifs suggests that the SH2-domain of SOCS3 does not interact with phosphorylated tyrosine motifs of the IL-10R. Taken together, different sensitivities of IL-10 and IL-6 signaling towards mechanisms that inhibit the Jak/STAT pathway define an important mechanism that contributes to the different anti-inflammatory potencies of these two cytokines.

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