Untersuchungen zur Proteinfreisetzung und -kompartimentierung humaner neutrophiler Granulozyten unter besonderer Berücksichtigung des Zytoskeletts

Schettler A. Untersuchungen zur Proteinfreisetzung und -kompartimentierung humaner neutrophiler Granulozyten unter besonderer Berücksichtigung des Zytoskeletts. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 1991.Im Rahmen der Dissertation wurden Untersuchungen zur Kompartimentierung und Sekretion von Proteinen/Enzymen neutrophiler Granulozyten (PMNL) durchgeführt. Ausgangspunkt für diese Experimente war die bisher nur teilweise bzw. widersprüchlich aufgeklärte Kompartimentierung von PMNL-Proteinen in drei Granula-Hauptgruppen (spezifische Granula, azurophile Granula, C-Partikel). Des weiteren wurde der Einfluss des Zytoskeletts (Mikrofilamente, Mikrotubuli) auf die Granulafreisetzung der PMNL durch Einsatz Zytoskelett-zerstörender Agentien untersucht. Bei den durchgeführten Stimulierungsexperimenten wurden die Sekretionsmuster der Metalloenzyme Typ-I-Kollagenase (spezifische Granula) und Gelatinase (C-Partikel) sowie die der Proteine Elastase (azurophile Granula), Myeloperoxidase (azurophile Granula) und Laktoferrin (spezifische Granula) aufgenommen. Die Quantifizierung der Proteine/Enzyme erfolgte mittels ELISA (enzyme-linked-immunosorbent-assay) und/oder Aktivitätstests. Bei der Stimulierung der Zellen mit verschiedenen Agentien (Formyl-Peptide, Zymosan-Partikel, Prostaglandin F2[alpha], Cytochalasin B) ergab sich für alle untersuchten Proteine ein unterschiedliches Sekretionsmuster. Auch die Freisetzung durch unbehandelte Kontrollzellen wies zum Teil erhebliche Unterschiede in bezug auf die hier untersuchten Proteine auf, so dass eine "deckungsgleiche" Kompartimentierung eines oder mehrerer dieser Proteine ausgeschlossen werden kann. Die drei bisher beschriebenen Granula-Hauptgruppen scheinen Subpopulationen aufzuweisen, die verschiedene Proteine bzw. Proteine in einem unterschiedlichen Mengenverhältnis speichern. Diese Annahme konnte im weiteren durch die unterschiedliche Inhibierung der Freisetzung der PMNL-Proteine durch Erhöhung des cAMP intrazell.-Spiegels belegt werden. Auch die Assoziation der untersuchten Proteine bzw. der sie speichernden Kompartimente mit dem Zytoskelett differierte zum Teil erheblich. Die Untersuchungen zur Beteiligung des Zytoskeletts an der Degranulation neutrophiler Granulozyten zeigten, dass sowohl die Mikrofilamente (Aktinfilamente = F-Aktin) als auch die Mikrotubuli Einfluss auf die Proteinfreisetzung haben. Das cortikale Aktinfilamentnetz der PMNL scheint in Abhängigkeit von der Größe der Granula eine Sekretionsbarriere darzustellen. Eine Stimulus-induzierte Freisetzung der größten Kompartimente (azurophile Granula) konnte nur bei gleichzeitiger Zerstörung der Mikrofilamente mittels Cytochalasin B erreicht werden. Auch die Freisetzung der kleineren Kompartimente (spezifische Granula, C-Partikel) wurde durch eine solche Behandlung erhöht. Dabei war bei zunehmender Inkubationsdauer mit dem Mikrofilament-zerstörenden Agens eine Zunahme an monomerem Aktin (Abnahme von F-Aktin) im Überstand von Zell-Lysaten zu verzeichnen, die mit einer Steigerung der Sekretionsrate einherging. Mikrotubuli, eine weitere Hauptgruppe von Zytoskelett-Proteinen, stellen in Verbindung mit sogenannten Motorproteinen (Kinesin, Dynein) ein Transportsystem für sekretorische Vesikel und Organellen in Zellen dar. Es konnte gezeigt werden, dass neben der FNLPNTL-induzierten auch die durch CB/FNLPNTL-Zusatz erreichte Granulafreisetzung der PMNL von intakten Mikrotubuli abhängig ist