Untersuchungen zu Funktionen der lysosomalen Proteasen Cathepsin H, Cathepsin E und Napsin in Lunge und Immunsystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Forschungsvorhaben diente der Identifizierung spezifischer m vivo Funktionen der Proteasen Cathepsin H, Cathepsin E und Napsin. Dazu wurde die Expertise der Freiburger Arbeitsgruppe in der Generierung, Zucht und Analyse von Proteasedefizienten Mauslinien mit dem am Institut für Immunologie der Universität Magdeburg etablierten Methodenspektrum zur Untersuchung von Proteasefunktionen in Lunge und Immunzellen kombiniert. Es konnten erfolgreich Mauslinien mit Defizienzen für Cathepsin H und Cathepsin E generiert werden, während für die Protease Napsin bisher noch keine Mauslinie erhalten wurde. Unabhängig vom genetischen Hintergrund zeigen Cathepsin E und Cathepsin H-defiziente Mäuse bis zum Alter von 18 Monaten keinen äußeren Phänotyp, sind aktiv, fertil und ziehen ihre Jungtiere normal auf. Gleiches gilt für die von uns gezüchteten Cathepsin H/E Doppelmutanten. Typ-II-Pneumozyten sind die Produzenten des pulmonalen Surfactants und exprimieren Cathepsin H. Cathepsin H-defiziente Tiere weisen weniger Surfactantprotein B in der bronchoalveolären Lavage auf. Die Analyse der funktionellen Aktivität des Surfactants zeigte eine signifikante Verringerung der Surfactantaktivität von Cathepsin H-defizienen Mäusen, die mit einer moderaten Erhöhung des Phospholipidgehaltes im Surfactant verbunden war. Im Gegensatz zu diesem Lungenphänotyp Cathepsin H-defizienter Mäuse, zeigen Cathepsin E-defiziente Mäuse einen immunologischen Phänotyp. Dendritische Zellen des Knochenmarks zeigten eine reduzierte Präsentation des Modellantigens Ovalbumin. Eine Verminderung der Stimulation von T-Zellen durch ein spezifisches Ovalbumin-Peptidepitop spricht für einen Defekt in der Prozessierung der invarianten Kette des MHC II Komplexes bei Cathepsin H Defizienz, was zu einer unzureichenden Beladung der MHC-Moleküle fuhrt. Knochenmarksmakrophagen sowie Milzzellen (B-Lymphozyten) zeigten keine Veränderungen der Antigenpräsentation. Derzeit werden Untersuchungen zur Auswirkung der Cathepsin E-Defizienz auf allergische Reaktionen im Ovalbuminabhängigen Asthmamodel durchgeführt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Cathepsin L is involved in cathepsin D processing and regulation of apoptosis in A549 human lung epithelial cells. Biol Chem. 385, 665-670, 2004
Wille, A., Gerber, A., Heimburg, A,, Reisenauer, A., Peters, C., Saftig, P., Reinheckel, T., Weite, T., Bühling, F.
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A role for cathepsin E in the processing of mast-cell carboxypeptidase A. J Cell Sci. 118,2035-2042,2005
Henningsson, F., Yamamoto, K., Saftig, P., Reinheckel, T., Peters, C., Knight, S.D., Pejler, G.
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Cathepsin protease activity modulates amyloid load in extracerebral amyloidosis. J Pathol. 210, 478-487, 2006
Röcken, C., Fandrich, M., Stix, B., Tannert, A., Hortschansky, P., Reinheckel, T., Saftig, P., Kähne, T., Menard, R., Ancsin, J.B., Bühling, F.
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Proteases and their role in chronic inflammatory lung diseases. Curr Drug Targets. 2006 Jun;7(6):751-9
Bühling F, Groneberg D, Welte T
