Die Bedeutung von löslichen und transmembranen Varianten der Chemokine CX3CL1 und CXCL16 bei vaskulären Entzündungsreaktionen
Final Report Abstract
Die transmembranen Chemokine CX3CL1 und CXCL16 sind wichtige Mediatoren der Leukozytenrekrutierung bei vaskulären Entzündungsreaktionen. Beide Moleküle wirken einerseits als membranständige Adhäsionsmoleküle auf Blutgefäßen, können aber auch von der Zelloberfläche abgespalten werden und als lösliche Proteine Leukozytenwanderung induzieren. Wir haben festgestellt, dass beide Chemokine auf der Oberfläche von Endothelzellen und glatten Muskelzellen exprimiert und von der Zellmembran durch die Disintegrin-ähnlichen Metalloproteinasen ADAM10 und ADAM17 abgespalten werden. Die Analyse der Spaltfragmente ergab, dass die Chemokine an mindestens zwei Stellen gespalten werden. Weitere Spaltversuche mit Chemokinvarianten, in denen einzelne Bereiche des membranproximalen Bereiches ersetzt wurden, weisen darauf hin, dass innerhalb des Spaltbereiches keine spezifische Erkennungssequenz vorzuliegen scheint. Funktionelle in vitro Arbeiten ergaben, dass verschiedenen Funktion von CX3CL1 unterschiedlich durch die Metalloproteinasen ADAM10 und ADAM17 moduliert werden. Am Endothel vermittelt transmembranes CX3CL1 die Adhäsion und Transmigration von Leukozyten unter statischen und unter Flussbedingungen. Hierbei ist zunächst keine Signaltransduktion notwendig, wie durch Verwendung mutierter Rezeptorvarianten gezeigt wurde. Die Ablösung der Zellen wird durch Aktivierung von ADAM10 und ADAM17 gefördert und durch Hemmung der Proteasen verhindert. Nach Bindung von CX3CL1 an seinen Rezeptor wird das Chemokin verstärkt gespalten, was durch das Auftreten von Spaltfragmenten nachgewiesen wurde. Dabei entstehen über weitere Proteolyse durch Peseniline intrazelluläre Fragmente. Diese intrazellulären Fragmente könnten der Signaltransduktion dienen, sind jedoch nicht für die Transmigration erforderlich, wie durch Verwendung C-terminal verkürzter Chemokinvarianten gezeigt wurde. Weitere in vitro Experimente an kultivierten primären Endothelzellen ergaben, dass für die durch CX3CL1- ausgelöste transendotheliale Migration monozytärener Zellen die Aktivität der Proteasen ADAM10 und ADAM17 auf dem Endothel erforderlich ist. Die ist nur für die durch transmembranes CX3CL1 ausgelöste Transmigration, nicht jedoch für die durch lösliches CX3CL1 induzierte Migration. Demnach ist die Transmigration von der Spaltung des transmembranen CX3CL1 auf dem Endothel abhängig.
Publications
- (2007). Constitutive expression and regulated release of the transmembrane chemokine CXCL16 in human and murine skin. J Invest Dermatol 127:1444-1455
Scholz F, Schulte A, Adamski F, Hundhausen C, Schwarz A, Kruse M-L, Proksch E, Ludwig A
- (2007). CXCR6 promotes atherosclerosis by supporting T cell homing to the aortic wall. Circulation 116:1801- 1811
Galkina E, Harry B, Ludwig A, Liehn E, Weber C, Ley K
- (2007). Regulated shedding of transmembrane chemokines by the metalloproteinase ADAM10 facilitates detachment of adherent leukocytes. J Immunol 178:8064-72
Hundhausen C, Schulte A, Schulz B, von Hundelshausen P, Achilles J, Winter U, Paliga K, Reiss K, Weber C, Ludwig A
- (2007). Sequential processing of the transmembrane Chemokines CX3CL1 and CXCL16 by α- and γ-secretases. Biochem Biophys Res Commun 358:233-40
Schulte A, Schulz B, Andrzejewski MG Hundhausen C, Mletzko S, Achilles J, Reiss K, Paliga K, Weber C, Rose-John S, Ludwig A
- (2007). Transmembrane chemokines, versatile agents in vascular inflammation. Thromb Haemostasis 97:694-703
Ludwig A, Weber C
- (2008). Glial cross talk by transmembrane chemokines. J Neuroimmunol 198:62-97
Ludwig A, Mentlein R
- (2008). Homocysteine induces CXCR6+ Lymphocyte recruitment via vascular transmembrane chemokine CXCL16. J Cell Mol Med 12:1700-9
Postea O, Koenen, RR, Hristov M, Weber C, Ludwig A
- (2008). The chemokine receptor CXCR6 / Bonzo defines a migratory subset of glial cells in astrocytomas. Mol Cell Neurosci 39:133-141
Hattermann K, Ludwig A, Held-Feindt J, Kruse M-L, Mentlein R
- (2009). Tumoral CXCL16 expression is a novel prognostic marker of longer survival times in renal cell cancer patients. Eur J Cancer 45:478-489
Gutwein P, Schramme A, Sinke N, Sadek Abdel-Bakky M, Voss B, Obermüller N, Koziolek M, Fritzsche F, Johannsen M, Jung K, Ludwig A, Pfeilschifter J, Kristiansen G
- (2010). Distinct role of the intracellular C-terminus for subcellular expression, shedding and function of the murine transmembrane chemokine CX3CL1. Biochem Biophys Res Commun. 395:178-84
Andrzejewski MG, Koelsch A, Kogel T, Dreymueller D, Schwarz N, Ludwig A
- (2010). Sequential steps of leukocyte recruitment via the transmembrane chemokine CX3CL1. Mol Cell Life Sci 67:4233- 48
Schwarz N, Pruessmeyer J, Hess MF, Pantaler E, Windoffer R, Voss M, Sarabi A, Weber C, Sechi A, Uhlig S, Ludwig A
