EinleitungPropria des Darms, die im Gegensatz zu anderen dendritischen Zellen TLR5 abernicht TLR4 exprimieren. Möglicherweise ist dies ein gewebe<strong>spezifische</strong>rMechanismus zur Unterscheidung pathogener Keime <strong>und</strong> meist unbegeiselter,kommensaler Bakterien im Darm (Uematsu, S. et al. 2006). Plasmazytischedendritische Zellen (pDCs), die auch als Typ I IFN-produzierende Zellen bekanntsind, exprimieren im Gegensatz zu konventionellen dendritischen Zellen TLR7 <strong>und</strong>TLR9 konstitutiv (Hemmi, H. et al. 2003, Uematsu, S. and Akira, S. 2007). Diesermöglicht den pDCs auf eine Vireninfektion schnellstmöglich mit einer antiviralenTyp I IFN-Antwort zu reagieren.Neben Makrophagen <strong>und</strong> dendritischen Zellen gehören auch Epithelzellen, diePathogene als erste Barriere überwinden müssen, zu den TLR exprimierendenZellen der angeborenen Immunität. Im Allgemeinen ist über die Funktion <strong>und</strong>Expression <strong>von</strong> TLRs in diesen Zellen nur wenig bekannt. Am meisten weiss manüber die Expression <strong>von</strong> TLR4 <strong>und</strong> TLR5 (Backhed, F. and Hornef, M. 2003,Gewirtz, A. T. et al. 2001). Es wurde gezeigt, dass Epithelzellen unter sterilenBedingungen, z.B. in der Blase, TLR4 zur Abwehr <strong>von</strong> invasiven Mikrobenexprimieren. Anders ist die Situation bei Epithelien, die zum Schutz vorPathogenen <strong>von</strong> einer normalen Bakterienflora umgeben sind, z.B. der Haut oderim Magen-Darm-Trakt. Diese normalerweise ungefährlichen Mikroorganismenenthalten aber trotzdem potentiell TLR-aktivierende Komponenten. Lange Zeitwurde angenommen, dass Epithelzellen weder TLR4 noch CD14 exprimieren.Neuere Untersuchungen haben jedoch auch geringe Mengen an TLR4, z.B. inintestinalen Epithelzellen (IEC), nachgewiesen (Bocker, U. et al. 2003). Trotzdemscheinen Epithelzellen gegenüber LPS-Aktivierung resistent zu sein (Backhed, F.et al. 2003). Diese Beobachtung könnte an der fehlenden Expression derKofaktoren CD14 oder MD2 liegen (Abreu, M. T. et al. 2001). Hornef et al.postulierten eine Makrophagen-ähnliche Toleranzinduktion durch eine wiederholteLPS-Stimulierung, die auch bei IECs gezeigt werden konnte. Außerdem wurde inIECs die Kolokalisation <strong>von</strong> TLR4 mit dem Golgi Apparat nachgewiesen, so dasssich Epithelzellen durch die fehlende TLR4 Oberflächenexpression der Aktivierungdurch kommensale Bakterien entziehen können (Hornef, M. W. et al. 2002).Der Flagellin-Rezeptor TLR5 wurde zwar hauptsächlich in Epithelzellennachgewiesen, ist aber nur auf der basolateralen Seite der Epithelschicht8
Einleitunglokalisiert <strong>und</strong> kommt daher ausschließlich mit invasiven Mikroben in Kontakt(Gewirtz, A. T. et al. 2001).1.3.2 <strong>Spezies</strong>-<strong>spezifische</strong> Expression der TLRsUnterschiede in der TLR Expression sind nicht nur bei verschiedenen <strong>Zelltyp</strong>enbekannt, sondern auch im Vergleich <strong>von</strong> Mensch <strong>und</strong> Maus prominent (Rehli, M.2002). In unserer Arbeitsgruppe wurde die differentielle Expression <strong>von</strong> TLR2 <strong>und</strong>TLR3 bereits gut untersucht. Beim Menschen ist TLR2 mRNA überwiegend in denmyeloischen Immunzellen (Monozyten, Makrophagen, dendritische Zellen <strong>und</strong>Granulozyten) exprimiert <strong>und</strong> wird in Monozyten durch Adhärenz, aber nicht durchdie Stimulation mit LPS hochreguliert (Haehnel, V. et al. 2002, Rock, F. L. et al.1998). Im Gegensatz zum Menschen wurde Tlr2 mRNA in der Maus in T-Zellendetektiert. In murinen Monozyten <strong>und</strong> Makrophagen ist das Tlr2 Transkript nahezunicht nachweisbar, wird jedoch durch LPS-Stimulierung stark hochreguliert. Da diePromotorsequenzen nicht konserviert sind, werden beide TLR2 Genewahrscheinlich durch verschiedene Elemente reguliert. In der Maus wurden zweinicht-konservierte Motive, NF-κB <strong>und</strong> STAT5, mit der LPS-vermitteltenHochregulation in Verbindung gebracht (Musikacharoen, T. et al. 2001).Spezifische Enhancer- <strong>und</strong> Silencer-Elemente könnten für die <strong>Zelltyp</strong>-abhängigeExpression verantwortlich sein (Haehnel, V. et al. 2002).Promotoranalysen der TLR3 Gene offenbarten ebenfalls evolutionäreVeränderungen in den regulatorischen Regionen beider <strong>Spezies</strong> (Heinz, S. et al.2003). Während in humanen myeloischen Zellen das Transkript ausschließlich indendritischen Zellen nachgewiesen wurde, exprimierten auch murineMakrophagen Tlr3 mRNA. Nach LPS-Stimulierung wurde der TLR3 mRNA Spiegelin Mausmakrophagen, nicht aber in humanen dendritischen Zellen, stark erhöht(Muzio, M. et al. 2000, Visintin, A. et al. 2001). Dieser Effekt in der Maus kommtdurch die LPS-induzierte autokrine IFNβ Produktion zustande, während inhumanen Zellen die Induktion <strong>von</strong> TLR3 durch LPS unterdrückt wird (Heinz, S. etal. 2003). Vermutlich sind transkriptionsaktivierende Elemente des humanenPromotors spezifisch für dendritische Zellen, während der murine PromotorMakrophagen-<strong>spezifische</strong> Regulatorbereiche enthält. Tatsächlich wurden nur immurinen Tlr3 Gen mehrere Ets-Motive identifiziert, die Erkennungssequenzen für9
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Ergebnissesogenannte distale Promot
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Ergebnisse4.2.3 Identifizierung wic
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ErgebnisseTLR4 Transkription in bei
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ErgebnisseDie verschiedenen Konstru
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Ergebnissedie DNA-Bruchstücke mitt
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ErgebnisseAbbildung 4-11. DMS in vi
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ErgebnisseAbbildung 4-13. DMS In vi
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ErgebnisseAbbildung 4-14. Bindung v
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ErgebnisseBis auf einen leichten R
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ErgebnisseAbbildung 4-17. Luziferas
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ErgebnisseTabelle 4-1. Kompetitor-S
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ErgebnisseEMSA mit Fibroblasten-Ker
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ErgebnisseAbbildung 4-21. Kotransfe
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ErgebnisseAbbildung 4-22. ChIP Anal
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ErgebnisseMit ChIP Experimenten wur
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ErgebnissePU.1 wird als Fusionsprot
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Ergebnisse4.4.3 Transkriptionsfakto
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Ergebnisse4.4.4 Abhängigkeit der T
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ErgebnisseDa die TLR4 5’-UTR+LUC
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ErgebnisseAbbildung 4-31. Effekte d
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ErgebnisseAbbildung 4-33. TLR4 TSS-
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Ergebnisseder IEC Präparation. Die
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ErgebnisseÄhnlich zum unterschiedl
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ErgebnisseAbbildung 4-39. EMSA des
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Diskussion5. DiskussionToll-like Re
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Diskussionausgeschlossen werden kan
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Diskussiondeuten also vor allem die
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DiskussionPromotorwechsel ohne Verz
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DiskussionEts-Motivs und der halben
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Diskussioninitiieren können. Diese
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DiskussionBiopsien von pathologisch
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Diskussionohne eine funktionelle An
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Ausblick6. AusblickDie Charakterisi
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Zusammenfassunghumanen Zellen beide
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LiteraturverzeichnisBoyd,K.E. and F
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LiteraturverzeichnisHornef,M.W., Fr
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LiteraturverzeichnisMullis,K., Falo
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LiteraturverzeichnisSchumann,R.R.,
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LiteraturverzeichnisZhang,D., Zhang
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AbkürzungsverzeichnisILInterleukin
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DanksagungDanksagungFür die Ermög
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Eidesstattliche ErklärungEidesstat