Der Effekt von Lithiumchlorid auf die Expression von Immunmediatoren und Entzündungsmarkern in parodontalen Ligamentstammzellen

Parodontalligament Stammzellen (PDL-Stammzellen) spielen eine wesentliche Rolle in den Endzündungsprozessen und Homöostase. PDL-Stammzellen besitzen die Fähigkeit zur klonogenischen Proliferation und haben multipotentes Differenzierungspotential. Sie können zu Zementoblasten, Osteoblasten, Chondrozyten, Adipozyten und Neurozyten differenzieren. Sie besitzen eine immunmodulatorische Fähigkeit und immunsuppressive Wirkung auf verschiedene Zellen. Der Wnt/-Catenin-Signalweg beeinflusst die Zellproliferation und die Differenzierung von Zellen während der embryonalen Entwicklung. Die Aktivierung des Wnt/-Catenin-Signalwegs steigert adipogene, chondrogene und osteogene Differenzierungspotentiale von PDL-Stammzellen. Das Ziel dieser Arbeit ist, ob die Aktivierung des Wnt/-Catenin-Signalwegs einen Einfluss auf die Expression von Immunmediatoren und Entzündungsmarkern in PDL-Stammzellen hat? Methode: Primäre humane PDL-Stammzellen von sechs verschiedenen Donoren wurden mit 2 mM und 10 mM LiCl für 24 Stunden stimuliert. Außerdem wurden die Zellen mit 0,3 g/ml Porphyromonas gingivalis Lipopolysaccharid (P.g. LPS) mit löslichem 200 ng/ml CD14 oder 10 ng/ml Interferon- IFN- in der Anwesenheit oder Abwesenheit von LiCl für 24 Stunden stimuliert. Unstimulierte Zellen fungierten als Kontrolle. Die Gen Expression von Interleukin-8 (IL-8), Interleukin-6 (IL-6), Osteocalcin, IDO 1, Prostaglandin-endoperoxide synthase 2 (PTGS-2) wurde mittels quantitativer Polymerase-Kettenreaktion nachgewiesen. Resultate: Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass LiCl einen signifikanten Einfluss auf die Expression der Immunmediatoren und Entzündungsmarker hat. Die Genexpression von IL-6, IL-8, PTGS-2 und Osteocalcin wurden durch 2 mM und 10 mM LiCl gehemmt, aber bei 10 mM LiCl stärker inhibiert und die Expression von IDO-1 wurde gesteigert. Der Effekt von LiCl mit P.g. LPS inhibiert die Expression von IL-6, IL-8, PTGS-2 und Osteocalcin, aber die Expression von IDO-1 wurde steigert. Der Effekt von LiCl mit IFN- inhibiert die Expression von IL-6, IDO-1, PTGS-2 und Osteocalcin, aber die Expression von IL-8 wurde steigert. Konklusion: Unsere Daten zeigen, dass LiCl einen signifikanten Effekt auf die Genexpression der inflammatorischen und immunmodulatorischen Proteine in PDL-Stammzellen hat. LiCl kann auf einigen untersuchten Proteinen entweder aktivieren oder inhibieren, es hängt von den experimentellen Bedingungen und der Anwesenheit entzündlicher Stimuli ab. Unsere Daten weisen darauf hin, dass die Aktivierung des Wnt-Signalwegs einen Einfluss auf die immunmodulatorischen und die entzündlichen Eigenschaften von PDL-Stammzellen haben könnte.Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) play an essential role in the periodontal tissue regeneration and homeostasis. PDLSCs have the ability to clonogenic proliferation and possess multipotent differentiation potential. They can differentiate into cementoblasts, osteoblasts, chondrocytes, adipocytes and neurocytes. PDLSCs also have immunomodulatory ability and immunosuppressive effects on different populations of immune cells. The Wnt/-catenin pathway plays a crucial role in cell proliferation and differentiation during embryonic development. Activation of Wnt/-catenin pathway influences adipogenic, chondrogenic and osteogenic differentiation potential of PDLSCs. The aim of this study was to examine if activation of Wnt/B-catenin signaling by lithium chloride (LiCl) has an influence on the expression of immunomodulatory and inflammatory proteins in PDLSCs. Methods Primary human PDL stem cells of six different donors were treated with 2 mM or 10 mM LiCl for 24 hours. Treatment was performed in the presence or in the absence of either 0,3 g/ml Porphyromonas gingivalis Lipopolysaccharid (in combination with 200 ng/ml of soluble CD14) or 10 ng/ml IFN-. Unstimulated cells served as control. The gene expression levels of interleukin-8(IL-8), interleukin-6 (IL-6), indolamine-2,3-dioxyginase 1 (IDO-1), Prostaglandin synthase 2 (PTGS-2) and osteocalcin were determined using quantitative polymerase chain reaction (qPCR). Results The results show, that LiCl has a significant influence on the expression of immune mediators and inflammation markers. The gene expression levels of IL-6, IL-8, PTGS-2 and osteocalcin were reduced by 2 and 10 mM LiCl in a concentration-dependent manner, but the gene expression levels of IDO-1 increased. In the presence of P.g. LPS, LiCl led to a decreased expression of IL-6, IL-8, PTGS-2 and osteocalcin, but an increased expression of IDO-1. In the presence of IFN-, LiCl caused a decreased expression of IL-6, IDO-1, PTGS-2 and osteocalcin, but an increased expression of IL-8. Conclusion Our data show that LiCl has an essential effect on the gene expression of inflammatory and immunomodulatory proteins in human PDLSCs. The effects of LiCl on some investigated proteins can be either activating or inhibitory depending on the experimental conditions and the presence of inflammatory stimuli. Our data suggest that activation of Wnt-signaling might potentially affect the immunomodulatory and inflammatory properties of human PDLSCs.Medizinische Universität Wien, Diplomarbeit, 2019(VLID)372213