Funktionelle Analyse der Interleukin-27-induzierten Antigenpräsentation auf oralen und intestinalen mukosalen Oberflächen

• Antragstellerin: Dr. Julia Diegelmann
• Fachliche Zuordnung: Gastroenterologie ; Biochemie ; Zahnheilkunde; Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 274182912

Im humanen Immunsystem werden (Fremd)antigene von MHC Klasse I und Klasse II-Rezeptoren gebunden und den Immunzellen präsentiert. Während MHCI-Rezeptoren fast ubiquitär exprimiert werden, sind MHCII-Rezeptoren v.a. auf der Oberfläche von professionellen Antigen-präsentierenden Zellen (APC) zu finden. Neben spezialisierten Zellen des Immunsystems spielen Zellen der mukosalen Oberflächen wie intestinale Epithelzellen (IEC) des Darms sowie orale Epithelzellen (OEC) der Mundschleimhaut eine wichtige Rolle in der Immunabwehr. Sie sind ständig dem Kontakt mit kommensalen und pathogenen Bakterien ausgesetzt und produzieren als Reaktion pro- und anti-inflammatorische Zytokine in fein abgestimmter Dosierung. Ist diese Feinregulation der Immunantwort gestört, kann es zu überschießenden Immunreaktionen und in deren Folge zu chronischen Entzündungen wie chronisch entzündlichen Darmerkrankungen (CED) oder chronischer Parodontitis (CP) kommen. Interleukin (IL)-27 ist ein Zytokin, das eine wichtige Rolle bei der Differenzierung verschiedener T-Zell-Subtypen spielt und bei CED-Patienten verstärkt exprimiert ist. Eigene Untersuchungen zeigten, dass IL-27 protektiv auf die intestinale Barriere wirkt und in IEC anti-inflammatorische und antibakterielle Proteine hochreguliert. Präliminäre Microarray-Analysen ergaben, dass IL-27 den Mastertranskriptionsfaktor für die Expression von MHC Klasse II Molekülen, CIITA, sowie weitere Gene des MHC-Locus in IEC und OEC hochreguliert und die Zellen dadurch potentiell in die Lage versetzt, als nicht-professionelle APCs zu agieren. Aufbauend auf diesen Vorarbeiten ist das Ziel dieses Antrags eine detaillierte funktionale Analyse der von IL-27 in IEC und OEC induzierten Antigenpräsentation. Es sollen weitere Gene, die direkt oder indirekt in die Antigenpräsentation und -prozessierung involviert sind (z.B. Immunoproteasom), identifiziert werden und die beteiligten Signalkaskaden und regulatorischen DNA-Elemente im Detail analysiert werden. Hierfür werden molekularbiologische Techniken wie Western Blot, siRNA-Transfektion, EMSA, ChIP, Co-IP, Immunfluoreszenzfärbungen und Luciferase-Assays eingesetzt. Um die Rolle von IL-27 bei der Induktion von MHC-Molekülen und der intestinalen Antigenpräsentation in vivo zu untersuchen, sollen (mittels des Cre-Lox-Systems mit Expression der Cre-Rekombinase unter Kontrolle des epithelspezifischen Villin-Promoters) epithelspezifische IL-27-Rezeptor Knockoutmäuse generiert werden und diese mittels des T-Zell Transferkolitis-Modells analysiert werden. Desweiteren werden Gewebeproben von gesunden Probanden sowie CED- und CP-Patienten immunhistochemisch auf Expression von MHC-Molekülen untersucht. Doppelfärbungen mit Antikörpern gegen zelltypspezifische Marker sollen den genauen Zellsubtyp der MHC-Expression identifizieren. Die Ergebnisse dieses Antrags sollen dazu beitragen, die Pathogenese von CED/CP und die Rolle von Zellen der mukosalen Oberflächen als nicht-professionelle APCs besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen