Dokument: An elementary description of the functional catecholaminergic pathway in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts
| Titel: | An elementary description of the functional catecholaminergic pathway in rheumatoid arthritis synovial fibroblasts | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=63690 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20230918-144923-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Cheng, Xinkun [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. med. Pongratz, Georg [Gutachter] Prof. Dr. rer. nat. Neubauer, Hans [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit | |||||||
| Beschreibungen: | Katecholamine, als wichtige Neurotransmitter des sympathischen Nervensystems (SNS), sind von zentraler Bedeutung für die Regulierung von Entzündungen und zahlreichen physiologischen und pathologischen Prozessen. Tatsächlich wurde bereits ein Einfluss des SNS und seiner Neurotransmitter Noradrenalin (NE) und Dopamin (DA) in der Pathologie der rheumatoiden Arthritis (RA) beschrieben. Obwohl die Expression von Tyrosin-Hydroxylase (TH) im Verlauf der RA berichtet wurde, gibt es nur begrenzte Hinweise für die Expression und Modulation der gesamten Katecholamin-Maschinerie in Synovialzellen. Ziel dieser Arbeit ist es, eine detaillierte Beschreibung des Katecholaminweges und seiner entzündlichen Modulation in humanen RA synovialen Fibroblasten (RASFs) zu präsentieren.
RASFs exprimieren alle katecholaminergen Zielmoleküle einschließlich der synthetisierenden Enzyme (TH, DOPA Decarboxylase, Dopamin Beta-Hydroxylase und Phenylethanolamin N-Methyltransferase), vesikulären Monoamintransporter 1/2 (VMAT1/2), Dopamintransporter (DAT), Noradrenalintransporter (NET) und Abbaurenzyme (Monoaminoxidase (MAO)-A, MAO-B und Catechol-O-Methyltransferase (COMT)). DA, NE und Epinephrin (EPI) wurden durch RASFs synthetisiert. Die Funktion all dieser Katecholaminbezogenen Komponenten wurde in RASFs durch Versuche mit entsprechenden Inhibitoren validiert. Hierbei fand sich eine Erhöhung der extrazellulären Spiegel durch MAO-, COMT-, VMAT- oder DAT/NET-Hemmung. Tumornekrosefaktor (TNF) erhöhte die Expression von VMAT2, MAO-B und NET in RASFs sowie die extrazellulären Katecholaminspiegel. Während eine hohe Konzentration [100µM] von exogenem DA die interleukin-6 (IL-6) Produktion und das Zellüberleben reduzierte, erhöhte NE in Konzentrationen über 1µM die IL-6 Produktion bei gleichzeitiger Reduktion des Zellüberlebens. Die Wirkung der MAO-Hemmung in RASF unterschied sich abhängig von der inhibierten Isoform und TNF Vorbehandlung. Die IL-6-Produktion wurde durch MAO-A-Hemmung mit Clorgyline (CLG) [10nM -1µM] in unstimulierten, aber nicht TNF-stimulierten RASFs erhöht, während sie bei hohen Konzentrationen [100µM] des Inhibitors unabhängig von der TNF Stimulation reduziert war. Die höchste Konzentration von CLG führte zudem zu einem reduzierten Überleben der RASF. Im Gegensatz dazu erniedrigte der MAO-B-Inhibitor Lazabemidhydrochlorid (LB) das Zellüberleben nur geringfügig bei 100µM. Außerdem erhöhte LB die IL-6-Produktion in unstimulierten RASFs, während sie in TNF vorbehandelten Zellen herunterreguliert wurde. RASFs besitzen eine komplette und funktionelle katecholaminerge Systemmaschinerie, dessen Funktion durch TNF reguliert wird. Unsere Ergebnisse zeigen nicht nur die mögliche Beteiligung sympathischer Neurotransmitter an der RA-Pathologie, sondern eröffnen auch therapeutische Möglichkeiten generell Entzündungen entgegenzuwirken, wobei die MAO-Enzyme potenzielle Ziele für die Wirkstoffe sind.Catecholamines, as major neurotransmitters of the sympathetic nervous system (SNS), are of pivotal importance in regulating inflammation and numerous physiological and pathological processes. In fact, some evidence has been described about the influence of the SNS and its neurotransmitters norepinephrine (NE) and dopamine (DA) in rheumatoid arthritis (RA) pathology. Although the expression of tyrosine hydroxylase (TH) has been reported in the course of RA, there is only limited evidence demonstrating the expression and modulation of the whole catecholamine machinery in synovial cells. The involved enzymes, receptors, transporters, ligands and the function of each in human RA synovial fibroblasts (SFs) were investigated in this project. This study aims to present a detailed description of the catecholaminergic pathway and its modulation under inflammatory conditions in human RASFs. RASFs express all components of the catecholaminergic machinery including the synthesizing enzymes (TH, DOPA decarboxylase, dopamine beta-hydroxylase, and phenylethanolamine N-methyltransferase), vesicular monoamine transporters 1/2 (VMAT1/2), dopamine transporter (DAT), norepinephrine transporter (NET) and degradation enzymes (monoamine oxidase (MAO)-A, MAO-B and catechol-O-methyltransferase (COMT)). DA, NE and epinephrine (EPI) were synthesized by RASFs. The function of all catecholamine-related components was validated in RASFs, since extracellular catecholamine levels were elevated by either MAO, COMT, VMAT or DAT/NET inhibition. Tumor necrosis factor (TNF) upregulated the expression of VMAT2, MAO-B and NET levels and increased extracellular catecholamine levels in RASF supernatants. While high concentrations [100µM] of exogenous DA reduced interleukin-6 (IL-6) production and cell viability, NE above 1µM enhanced IL-6 levels with a concomitant suppression in cell viability. The effect of MAO inhibition on RASF was dependent on isoform (A or B). IL-6 production was augmented by MAO-A inhibition by Clorgyline in unstimulated but not TNF stimulated RASFs [10nM-1µM], while it was diminished at 100µM of inhibitor. Cell viability was decreased dose-dependently in TNF stimulated and unstimulated RASFs. In contrast, the MAO-B inhibitor Lazabemide hydrochloride (LB) only modestly reduced cell viability at 100µM. Besides, LB enhanced IL-6 production in unstimulated RASFs, but downregulated it in TNF pre-treated cells. RASFs possess a complete and functional catecholamine machinery whose function is regulated by TNF. Our findings not only shed further light on the involvement of sympathetic neurotransmitters in RA pathology, but also open therapeutic avenues to counteract inflammation with the MAO enzymes as potential drug candidates. | |||||||
| Lizenz: |  Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Medizinische Fakultät | |||||||
| Dokument erstellt am: | 18.09.2023 | |||||||
| Dateien geändert am: | 18.09.2023 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 05.06.2023 | |||||||
| Datum der Promotion: | 12.09.2023 |
