Sonderforschungsbereich 415:
"Spezifität und Pathophysiologie von Signaltransduktionswegen"

Projekt B3: »Untersuchungen zur Rolle lipidartiger Leukozytenaktivatoren (LILAs) und des LILA-Rezeptors bei entzündlichen Prozessen«

Zusammenfassung

Das Phagozytensystem des Menschen besitzt ein spezifisches Erkennungssystem für die Präsenz von bakteriellen Infektionen im Organismus. Dieses System bedient sich bakterienspezifischer, leukotaktischer N-formylierter Methionyl-Peptide, die in Prokaryonten bei der Biosynthese der Proteine entstehen und von Bakterien auch freigesetzt werden. Phagozyten besitzen Rezeptoren für diese F-Met-Peptide. F-Met-Peptid Rezeptoren sind schon vor vielen Jahren charakterisiert und später kloniert worden. Es handelt sich hierbei um einen Rezeptor des b-adrenergen Typs mit 7 transmembranen Domänen, die in ähnlicher Weise für andere Leukozytenaktivatoren, wie beispielsweise C5a, PAF oder Chemokine gefunden wurden.

Neben bakteriellen Infektionen führen auch Pilzinfektionen zu Gewebsinfiltrationen primär neutrophiler Granulozyten. Als Ursache des Leukozyten-Gewebsinfiltrates wurde früher vermutet, daß eine Komplementaktivierung durch Pilzmembranen zu einer Freisetzung chemotaktisch aktiver Komplementfragmente führt und damit den Leukozyteneinstrom erklärt.

Hinweise aus der Literatur sowie eigene Vorversuche ließen aber die Vermutung aufkommen, daß neben der indirekten, Komplement-vermittelten Gewebsinfiltration auch Pilze selbst Substanzen enthalten, die dem Phagozytensystem des Menschen als Attraktans dienen. Wir fanden, daß unterschiedliche Dermatophyten lipidartige Leukozyten-aktivierende Faktoren, aber keine F-Met-artigen Peptide oder andere Leukozyten-aktivierenden Proteine enthalten. Es zeigte sich bald, daß Leukozyten-aktivierende Lipide ("LILAs") auch in Hefen wie Candida albicans und auch Bäckerhefe enthalten ist.

In biologischen Charakterisierungsversuchen konnte nachgewiesen werden, daß LILA in dosisabhängiger Weise die Chemotaxis von Neutrophilen, Eosinophilen, Monozyten und Lymphozyten induziert.

Sekretorische Funktionen wie Degranulation und Superoxidanionenfreisetzung werden ebenfalls in Neutrophilen aktiviert. Die Effizienz dieser Funktionen ist derjenigen des FMLP oder C5a vergleichbar und um ein Mehrfaches besser als die Aktivierung sekretorischer Funktionen durch Lipidmediatoren wie Leukotrien B₄, PAF oder 5-oxo-Eikosanoide.

LILA bewirkt eine Erhöhung intrazellulärer Calciumspiegel sowohl in Neutrophilen als auch Blut-Monozyten.

Damit zeigt LILA Eigenschaften, die denen bislang entdeckter chemotaktischer Faktoren ähnlich sind.

Da LILA-abhängige Phagozytenfunktionen nur durch LILA, aber nicht durch andere chemotaktische Stimuli deaktivierbar sind, vermuten wir, daß dem LILA ein separater Rezeptor auf Phagozyten zukommt, der sich von anderen, bislang beschriebenen Chemotaxinrezeptoren unterscheiden muß.

Reinigungsversuche führten zu lipidartigen Leukozytenaktivatoren (LILAs), die besondere physikochemische Eigenschaften aufweisen und neben Leukozyten auch Keratinozyten zu aktivieren vermögen.

Schwerpunkt des Projektes ist es, Signaltransduktionsmechanismen der LILA-bedingten Aktivierung sowohl von Leukozyten als auch Keratinozyten zu erarbeiten. Weiterhin soll der LILA-Rezeptor molekular charakterisiert werden.

Die Ergebnisse dieser Arbeiten werden später den Schluß zulassen, ob bei Patienten mit unerklärten rezidivierenden Pilz-Infektionen Defekte der LILA-Erkennung und/oder Signaltransduktion der Epithelien und Leukozyten bedeutsam sind.

Verzeichnis der Publikationen aus der laufenden Förderungsperiode (1998-2000)

1.	Mochizuki M, Bartels J, Mallet AI, Christophers E, Schröder J-M IL-4 induces eotaxin: A possible mechanism of selective eosinophil recruitment in helminth infection and atopy. J Immunol 160:60-68, 1998
2.	Noso N, Bartels J, Mallet AI, Mochizuki M, Christophers E, Schröder J-M Delayed production of biologically active O-glycosylated forms of human eotaxin by tumornecrosis-factor- alpha-stimulated dermal fibroblasts. Eur J Biochem 253:114-122, 1998
3.	Hein H, Schlüter C, Kulke R, Christophers E, Schröder J-M, Bartels J Genomic organization, sequence analysis and transcriptional regulation of the human MCP-4 chemokine gene (SCYA13) in dermal fibroblasts: A comparison to other eosinophilic b-chemokines. Biochem Biophys Res Comm 255:470- 476, 1999
4.	Teran LM, Mochizuki M, Bartels J, Nakajima T, Hirai K, Schröder J- M Th1 and Th2 cytokines regulate the expression and production of Eotaxin and RANTES by human lung fibroblasts. Am J Respir Cell Mol Biol, 20:777-786, 1999
5.	Yang D, Chertov O, Bykovskaia SN, Chen Q, Buffo MJ, Shogan J, Anderson M, Schröder JM, Wang JM, Howard OM, Oppenheim JJ. Beta-defensins: linking innate and adaptive immunity through dendritic and T cell CCR6. Science 1999: 286, 525-528.
6.	Schröder JM. Chemoattractants as mediators of neutrophilic tissue recruitment. Clin Dermatol. 2000: 18, 245-263.
7.	Schröder JM. Purification of chemokines from natural sources. Methods Mol Biol. 2000:138,1-10.
8.	Harder J, Meyer-Hoffert U, Teran LM, Schwichtenberg L, Bartels J, Maune S, Schröder JM. Mucoid Pseudomonas aeruginosa, TNF-alpha, and IL-1beta, but not IL-6, induce human beta-defensin-2 in respiratory epithelia. Am J Respir Cell Mol Biol. 2000: 22, 714-721.
9.	Proudfoot AE, Buser R, Borlat F, Alouani S, Soler D, Offord RE, Schröder JM, Power CA, Wells TN. Aminoterminally modified RANTES analogues demonstrate differential effects on RANTES receptors. J Biol Chem. 1999: 274, 32478-32485.
10.	Zimpfer U Dichmann S, Simon J, Schröder JM, Norgauer J. Human dendritic cells are a physiologic source od the chemotactic active arachidonic acid metabolite 5-oxo-eicosatetraenoic acid. Inflammation Res, in press.

Verzeichnis der Übersichtsarbeiten aus der laufenden Förderungsperiode (1998-2000)

1.	Schröder J-M Epithelial peptide antibiotics. Biochem Pharmacol 57:121-134, 1999
2.	Schröder J-M, Mochizuki M The Role of Chemokines in Cutaneous Allergic Inflammation. Biological Chemistry 380:889–896, 1999

Verzeichnis der Buchbeiträge aus der laufenden Förderungsperiode (1998-2000)

1.	Schröder J-M Chemokines and eosinophils. In: Chemokines and Skin. Edited by E Kownatzki, J Norgauer, Basel, Birkhäuser Verlag, pp 89-105, 1998
2.	Schröder J-M Chemokines. In: Psoriasis, HH Roenigk, Jr and HI Maibach, ed. Marcel Dekker, New York, pp 329-341, 1998
3.	Schröder J-M Chemokines in allergic cutaneous disorders. In: Chemokines and allergic disease. Ed.: ME Rothenberg, Marcel Dekker, pp 453 – 471, 1999

Herausgeberschaft in der laufenden Förderungsperiode (1998-2000)

1.	Schröder J-M, Editor Fatty Acids and Inflammatory Skin Diseases, Prog. in Inflammation Research, Birkhäuser, Basel, 1999