Reduzierte Sialylierung von Fetuin-A sowie Konzentrationen von Fetuin-A in Serum und Liquor cerebrospinalis sind assoziiert mit neuroinflammatorischen Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter

Ricken, Frederik; Häusler, Martin Georg; Jahnen-Dechent, Wilhelm

doi:42319

Reduzierte Sialylierung von Fetuin-A sowie Konzentrationen von Fetuin-A in Serum und Liquor cerebrospinalis sind assoziiert mit neuroinflammatorischen Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter

Ricken, Frederik^RWTH*

2023

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Frederik Ricken

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2023

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2023

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Jahnen-Dechent, Wilhelm (Thesis advisor)^RWTH* ; Häusler, Martin Georg (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2023-04-24

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2023-05389
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/958703/files/958703.pdf

Einrichtungen

Institut und Lehr- und Forschungsgebiet Zell- und Molekularbiologie an Grenzflächen (529000-2 ; 925220)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Biomarker (frei) ; Fetuin-A (frei) ; Glykosylierung (frei) ; Neuropädiatrie (frei) ; biomarker (frei) ; glycosylation (frei) ; inflammatory CNS disease (frei) ; neuroinflammatorische Erkrankung (frei) ; pediatric neurology (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
In dieser Arbeit wurde eine Methode bestehend aus Verdau mit PNGase-F und Sialidase-Au mit anschließender SDS-PAGE und Western Blot, genannt sweet Western Blot, etabliert, um die Glykosylierung von Fetuin-A zu untersuchen. Mithilfe dieser Methodik konnte bestätigt werden, dass Fetuin-A zwei N Glykosylierungsstellen besitzt. Bei der Untersuchung von 23 CSF Serum Paaren traten signifikant häufiger Doppelbanden als Zeichen einer verminderten Sialylierung bei Proben mit entzündlichen neurologischen Erkrankungen auf. Zwischen Serum- und CSF-Proben desselben Patienten zeigten sich keine Unterschiede. Im Serum fanden sich niedrigere Fetuin-A-Konzentrationen bei Entzündung. Es konnte gezeigt werden, dass Fetuin-A ein negatives Akut-Phase-Protein ist. Mögliche Erklärungen dafür sind die verminderte Sialylierung und der damit erhöhte Abbau des Asialofetuin-A durch den Asialofetuin-Rezeptor, die Inhibierung der hepatischen Synthese von Fetuin-A durch die Ausschüttung pro inflammatorischer Zytokine sowie ein Verbrauch von Fetuin A durch die Opsonisierung dystropher Kalzifikation, die bei Zelltod und damit einhergehendem Pyrophosphat-Mangel auftritt. Hier ist möglicherweise die Desialylierung regulierend beteiligt. Durch die Konzentrationsmessungen sowie die Glykosylierungsuntersuchungen ergaben sich Hinweise auf den Einstrom von Fetuin-A über die Blut Liquor Schranke ins ZNS und gegen eine intrathekale Synthese. Fetuin-A-Konzentrationen im CSF zeigen sich erhöht bei Vorliegen einer Schrankenstörung, jedoch nicht bei intrathekaler Immunglobulin-Synthese. QFet zeigt zudem eine starke positive Korrelation mit QAlb. Fetuin-A verhält sich damit ähnlich wie Albumin, das passiv ins ZNS einströmt. Zudem zeigte sich eine Altersabhängigkeit von QFet sowie vom Fetuin-A i.CSF/Protein i.CSF-Quotienten. Die fehlenden Unterschiede in der Sialylierung zwischen den Kompartimenten deuten ebenfalls eher auf einen passiven Einstrom, da Sialylierung milieuabhängig stattfindet. Für bessere Aussagen bezüglich der Glykosylierung sind größere Stichproben sowie Untersuchungen mittels Massenspektroskopie oder Lectin-Blots möglich. Für die sichere Klärung der Herkunft von Fetuin-A im CSF sind weitere Untersuchungen, zum Beispiel auf Genomebene notwendig.

In this thesis a method consisting of digestion with PNGase-F and sialidase-Au followed by SDS-PAGE and Western Blot, named sweet Western Blot, was established to study the glycosylation of fetuin-A. Using this method it was confirmed that fetuin-A contains two N-glycosylation sites. In the analysis of 23 CSF serum pairs, double bands as signs of reduced sialylation were significantly more frequent in samples with inflammatory neurological disorders. No differences were found between serum and CSF samples from the same proband. Serum levels of fetuin A were found to be lower during inflammation. Fetuin-A has been shown to be a negative acute phase protein. Possible explanations for this are the reduced sialylation and thus increased degradation of asialofetuin-A by the asialofetuin receptor, the inhibition of the hepatic synthesis of fetuin-A by the release of pro-inflammatory cytokines, and a consumption of fetuin-A by the opsonization of dystrophic calcification, which occurs with cell death and associated pyrophosphate deficiency. Here, desialylation may be involved in regulating the process. Concentration measurements and glycosylation studies provided evidence for the influx of fetuin-A across the blood-CSF barrier and against intrathecal synthesis. Fetuin-A concentrations in CSF are elevated in the presence of a barrier disorder, but not in intrathecal immunoglobulin synthesis. QFet also shows a strong positive correlation with QAlb. Fetuin-A thus shows a similar behaviour to albumin which passively enters the CNS. Furthermore, an age dependency of QFet as well as of the fetuin-A i.CSF/protein i.CSF quotient was shown. The lack of differences in sialylation between the compartments rather suggests a passive influx, as sialylation is milieu dependent. For better understanding of the glycosylation, a larger sample size as well as investigations by mass spectroscopy or lectin blots are possible. For a confirmation of the origin of fetuin-A in CSF, further investigations, for example at genome level, are necessary.

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