Charakterisierung des Maus-Cd14-Promotors hinsichtlich der ...
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<strong>Charakterisierung</strong> <strong>des</strong> <strong>Maus</strong>-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
<strong>hinsichtlich</strong> <strong>der</strong> Bedeutung von<br />
CD14 für die intestinalen<br />
Barriere- und Abwehrmechanismen im Darm
Bibliografische Informationen <strong>der</strong> Deutschen Bibliothek<br />
Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in <strong>der</strong> Deutschen<br />
Nationalbibliografie;<br />
Detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.<br />
1. Auflage 2012<br />
© 2012 by Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH,<br />
Gießen<br />
Printed in Germany<br />
ISBN 978-3-86345-094-6<br />
Verlag: DVG Service GmbH<br />
Friedrichstraße 17<br />
35392 Gießen<br />
0641/24466<br />
geschaeftsstelle@dvg.net<br />
www.dvg.net
Tierärztliche Hochschule Hannover<br />
<strong>Charakterisierung</strong> <strong>des</strong> <strong>Maus</strong>-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> <strong>hinsichtlich</strong> <strong>der</strong> Bedeutung von<br />
CD14 für die intestinalen Barriere- und Abwehrmechanismen im Darm<br />
INAUGURAL-DISSERTATION<br />
zur Erlangung <strong>des</strong> Gra<strong>des</strong> einer Doktorin<br />
<strong>der</strong> Veterinärmedizin<br />
- Doctor medicinae veterinariae -<br />
( Dr. med. vet. )<br />
vorgelegt von<br />
Anne-Sophie Heitkamp<br />
Bielefeld<br />
Hannover 2012
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. H. J. Hedrich<br />
Univ.-Prof. A. Bleich, Ph. D.<br />
Inst. für Versuchstierkunde (MHH)<br />
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. H. J. Hedrich<br />
2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. O. Distl<br />
Tag <strong>der</strong> mündlichen Prüfung: 28.05.2012<br />
Diese Arbeit wurde durch Sachmittelbeihilfen <strong>der</strong> Deutschen<br />
Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen <strong>des</strong> DFG-Projektes „Bedeutung von<br />
CD14 für intestinale Barriere- und Abwehrmechanismen im Darm“ geför<strong>der</strong>t.
Meiner Familie.
1 Inhalt<br />
2 Tabellenverzeichnis ............................................................................................. 6<br />
3 Abbildungsverzeichnis ......................................................................................... 7<br />
4 Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................ 8<br />
5 Literaturteil ......................................................................................................... 17<br />
5.1 Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen (CED) .................................... 17<br />
5.2 Genetik <strong>der</strong> CED ......................................................................................... 18<br />
5.2.1 Kopplungsanalysen ............................................................................... 18<br />
5.2.2 Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) ........................................... 19<br />
5.3 Tiermodelle CED ......................................................................................... 20<br />
5.4 Vorarbeiten .................................................................................................. 23<br />
5.5 <strong>Cd14</strong> ............................................................................................................ 24<br />
5.6 Ziele dieser Arbeit........................................................................................ 26<br />
6 Material und Methoden ...................................................................................... 27<br />
6.1 Geräte ......................................................................................................... 27<br />
6.2 Verbrauchsmaterialien ................................................................................. 28<br />
6.3 DNS ............................................................................................................. 29<br />
6.3.1 Polymerasekettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR) .............. 29<br />
6.3.2 Mutagenese .......................................................................................... 32<br />
6.3.3 Agarosegelelektrophorese .................................................................... 32<br />
6.3.4 Sequenzierung ...................................................................................... 34<br />
6.3.5 Aufreinigung und Fällung von Nukleinsäuren ....................................... 34<br />
6.3.6 Photometrische Konzentrationsbestimmung von Nukleinsäuren .......... 35<br />
6.3.7 Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR) .............................................. 35<br />
6.4 RNS ............................................................................................................. 36<br />
6.4.1 Isolierung von RNS aus Zellen.............................................................. 36<br />
6.4.2 Reverse Transkription (RT) und RT-PCR ............................................. 36<br />
6.5 Plasmide ...................................................................................................... 37<br />
6.5.1 Verwendete Plasmide ........................................................................... 37<br />
6.5.2 Analytische Plasmidpräparation ............................................................ 38<br />
6.5.3 Präparation hochreiner Plasmid-DNS ................................................... 39
6.5.4 Maxi-Präparation ................................................................................... 39<br />
6.6 Ligation/Klonierung/Restriktion .................................................................... 40<br />
6.6.1 Ligation von DNS .................................................................................. 40<br />
6.6.2 T/A-Klonierung ...................................................................................... 40<br />
6.6.3 Spaltung von DNS durch Restriktionsendonukleasen ........................... 41<br />
6.7 Bakterien ..................................................................................................... 41<br />
6.7.1 Verwendete Bakterienstämme .............................................................. 41<br />
6.7.2 Transformation von Plasmiden in E. coli ............................................... 42<br />
6.7.3 Blau-Weiß-Selektion ............................................................................. 43<br />
6.7.4 Kultivierung von E. coli .......................................................................... 43<br />
6.8 Zellkultur ...................................................................................................... 44<br />
6.8.1 Verwendete Zelllinien ............................................................................ 44<br />
6.8.2 Allgemeine Zellkulturverfahren .............................................................. 44<br />
6.8.3 Kryokonservierung von Zellen............................................................... 45<br />
6.8.4 Auftauen von Zellen .............................................................................. 46<br />
6.8.5 Transfektion .......................................................................................... 46<br />
6.8.5.1 Transfektion <strong>der</strong> murinen Embryonalen Fibroblasten NIH3T3 mit<br />
PolyFect Transfection Reagent ....................................................................... 46<br />
6.8.5.2 Transfektion <strong>der</strong> murinen Makrophagenzellen RAW264.7 ............. 47<br />
6.8.5.2.1 Transfektion mit Fugene® HD Transfection Reagent .................. 47<br />
6.8.5.2.2 Transfektion mit XtremeGene® HP DNA Transfection Reagent . 47<br />
6.8.5.2.3 Transfektion mit XtremeGene® 9 DNA Transfection Reagent .... 47<br />
6.8.5.2.4 Transfektion mit Superfect® Transfection Reagent ..................... 47<br />
6.8.5.2.5 Transfektion mit Targefect® RAW und Virofect® ........................ 48<br />
6.8.6 Etablierung stabil transfizierter Zellen ................................................... 48<br />
6.8.7 Luziferase-Analyse ............................................................................... 49<br />
6.8.8 β-Galaktosidase-Analyse ...................................................................... 50<br />
6.8.9 LPS-Stimulation <strong>der</strong> Zellen ................................................................... 51<br />
6.9 Proteine ....................................................................................................... 52<br />
6.9.1 Isolierung von Proteinen aus Zellen ...................................................... 52<br />
6.9.2 Proteinbestimmung nach Bradford (BRADFORD et al., 1976) ............. 53
6.9.3 Sodiumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE ) 53<br />
6.9.4 Coomassie Brilliant Blau Färbung ......................................................... 55<br />
6.9.5 Western Blot ......................................................................................... 55<br />
6.9.6 Verwendete Antikörper für Western Blot ............................................... 57<br />
6.9.7 Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) ........................................ 57<br />
6.9.8 Verwendete Antikörper für EMSA ......................................................... 58<br />
7 Ergebnisse ......................................................................................................... 59<br />
7.1 Etablierung <strong>des</strong> Modells für die Promotoranalysen ..................................... 59<br />
7.1.1 <strong>Cd14</strong>-Expression in murinen Zelllinien in vitro ...................................... 59<br />
7.1.2 Vergleich chemischer Transfektionsmethoden ..................................... 60<br />
7.1.3 Optimierte <strong>Cd14</strong>-Promotoranalysen in vitro .......................................... 62<br />
7.2 Vergleichende Datenbankanalyse <strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen im<br />
<strong>Cd14</strong>-Promotor von B6 und C3Bir ......................................................................... 62<br />
7.3 Aktivität <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir und B6 ....................................... 64<br />
7.3.1 Bestimmung <strong>der</strong> Basalaktivität durch Trunkierung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren<br />
64<br />
7.3.1.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ............................. 64<br />
7.3.1.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ................................. 66<br />
7.3.2 Inaktivierung potentieller Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen ............ 68<br />
7.3.2.1 Deletion durch Promotorverkürzungen ........................................... 68<br />
7.3.2.1.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> .......................... 68<br />
7.3.2.1.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> .............................. 70<br />
7.3.2.2 Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen ............ 72<br />
7.3.2.2.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> mutagenisierten C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> 72<br />
7.3.2.2.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> mutagenisierten B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> .... 75<br />
7.4 Physikalische Interaktion von Transkriptionsfaktoren mit den <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotoren von B6 und C3Bir .............................................................................. 77<br />
7.4.1 EMSA <strong>der</strong> PPARG-, SP2- und OCT1-Bindungsstellen von C3Bir ........ 78<br />
7.4.2 EMSA <strong>der</strong> OCT1-Bindungsstelle von B6 .............................................. 80<br />
8 Diskussion .......................................................................................................... 82<br />
8.1 Vorarbeiten zur Etablierung <strong>des</strong> Modells für die Promotoranalysen ............ 82<br />
8.2 Aktivitäten <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir-Il10 -/- und B6-Il10 -/- ................. 83
8.3 Ausblick ....................................................................................................... 87<br />
9 Zusammenfassung............................................................................................. 89<br />
10 Summary ........................................................................................................ 91<br />
11 Anhang 1: Literaturteil ..................................................................................... 92<br />
11.1 Kandidatengene für CED ............................................................................. 92<br />
Tabelle 5: Kandidatengene für CED (modifiziert nach BÜCHLER, 2010) ............. 92<br />
11.2 CED Suszeptibilitätsloci und Genassoziationen .......................................... 93<br />
Tabelle 6: In GAWS detektierte, mehrfach replizierte CED Suszeptibilitätsloci und<br />
Genassoziationen.................................................................................................. 93<br />
12 Anhang 2: Material und Methoden ................................................................ 107<br />
12.1 <strong>Promotors</strong>equenzen und Primer ................................................................ 107<br />
12.2 Oligokukleotide .......................................................................................... 110<br />
12.2.1 Verwendete Oligonukleotide ............................................................... 110<br />
Tabelle 7: Verwendete Oligonukleotide ............................................................... 110<br />
12.2.2 Oligonukleotide für EMSA ................................................................... 113<br />
Tabelle 8: Oligonukleotide für EMSA ................................................................... 113<br />
13 Anhang 3: Ergebnisse .................................................................................. 116<br />
13.1 Vergleich chemischer Transfektionsmethoden .......................................... 116<br />
13.1.1 Polyfect® (NIH3T3) ............................................................................. 116<br />
13.1.2 Fugene® (RAW264.7) ........................................................................ 116<br />
13.1.3 Targefect® (RAW264.7) ..................................................................... 116<br />
13.1.4 Superfect® (RAW264.7) ..................................................................... 117<br />
13.1.5 Xtreme Gene 9 DNA® (RAW264.7) .................................................... 117<br />
13.1.6 Xtreme Gene HP DNA® (RAW264.7) ................................................. 118<br />
13.2 Aktivität <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir und B6 ..................................... 119<br />
13.2.1 Bestimmung <strong>der</strong> Basalaktivität durch Trunkierung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren<br />
119<br />
13.2.2 Inaktivierung potentieller Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen .......... 121<br />
13.2.2.1 Deletion durch Promotorverkürzungen ......................................... 121<br />
13.2.2.2 Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen .......... 125<br />
14 Literaturverzeichnis ....................................................................................... 127<br />
15 Erklärung ...................................................................................................... 154
16 Danksagung.................................................................................................. 155
2 Tabellenverzeichnis<br />
Tabelle 1: Beispiele für die Einflüsse <strong>der</strong> Darmflora auf CED-Modelle (modifiziert<br />
nach BÜCHLER, 2006) ............................................................................................ 21<br />
Tabelle 2: Ausrichtung <strong>der</strong> Colitis bei Il10 -/- Mäusen verschiedener<br />
Hintergrundstämme (modifiziert nach BÜCHLER, 2006) .......................................... 22<br />
Tabelle 3: Vergleich chemischer Transfektionsmethoden ........................................ 61<br />
Tabelle 4: Stammspezifische Polymorphismen, Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
und <strong>der</strong>en Lage (modifiziert nach DE BUHR et al., 2006) ........................................ 63<br />
Tabelle 5: Kandidatengene für CED (modifiziert nach BÜCHLER, 2010) ................. 92<br />
Tabelle 6: In GAWS detektierte, mehrfach replizierte CED Suszeptibilitätsloci und<br />
Genassoziationen ..................................................................................................... 93<br />
Tabelle 7: Verwendete Oligonukleotide .................................................................. 110<br />
Tabelle 8: Oligonukleotide für EMSA ...................................................................... 113
3 Abbildungsverzeichnis<br />
Abbildung 1: Hauptweg <strong>der</strong> Beeinflussung von CED durch CD14 ............................ 25<br />
Abbildung 2: Murine Embryonale Firboblasten <strong>der</strong> Zellinie NIH3T3 ......................... 59<br />
Abbildung 3: Murine Makrophagen <strong>der</strong> Zelllinie RAW264.7 ..................................... 59<br />
Abbildung 4: Western Blot Untersuchung <strong>der</strong> basalen und stimulierten <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression an NIH3T3- und RAW264.7-Zellen ........................................................ 60<br />
Abbildung 5 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> ersten Trunkierungen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> ................................................................................................................. 65<br />
Abbildung 6 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> ersten Trunkierungen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> 67<br />
Abbildung 7 Luziferase-Analyse aller Trunkierungen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ... 69<br />
Abbildung 8 Luziferase-Analyse aller Trunkierungen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ........ 71<br />
Abbildung 9 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> Mutagenesen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ...... 74<br />
Abbildung 10 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> Mutagenesen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> ......... 76<br />
Abbildung 11: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für PPARG (C3Bir) ................................... 78<br />
Abbildung 12: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für SP2 (C3Bir) ......................................... 79<br />
Abbildung 13: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für OCT1 (C3Bir) ...................................... 80<br />
Abbildung 14: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für OCT1 (B6) ........................................... 81<br />
Abbildung 15: Transfektion von NIH3T3-Zellen mit Polyfect® ................................ 116<br />
Abbildung 16: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Fugene HD® ..................... 116<br />
Abbildung 17: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Targefect® ......................... 116<br />
Abbildung 18: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Superfect® ........................ 117<br />
Abbildung 19: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Xtreme Gene 9 DNA® ....... 117<br />
Abbildung 20: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Xtreme Gene HP DNA® .... 118<br />
Abbildung 21: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Trunkierung .................................................................................................... 119<br />
Abbildung 22: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Trunkierung .................................................................................. 120<br />
Abbildung 23: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>der</strong> ersten Trunkierungen<br />
<strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung ....................... 121<br />
Abbildung 24: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Deletion durch Promotorverkürzung .............................................................. 122<br />
Abbildung 25: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>der</strong> ersten Trunkierungen<br />
<strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung .................. 123<br />
Abbildung 26: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung ............................................. 124<br />
Abbildung 27: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen ............................. 125<br />
Abbildung 28: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen ........... 126
4 Abkürzungsverzeichnis<br />
°C Grad Celsius<br />
% Prozent<br />
ABCB1 ATP-Binding Cassette, Subfamily B, Member 1<br />
adap. Adaptive<br />
AP1 Anionic Peroxidase 1<br />
APS Ammoniumpersulfat<br />
Areg Amphiregulin<br />
ARPC2 Actin-Related Protein 2<br />
ATF Activating Transcription Factor 2<br />
ATG16L1 Autophagy Related 16-Like 1<br />
β-Gal β-Galaktosidase<br />
B6 C57/BL6J(B6)-Il10 -/-<br />
BACH2 BTB and CNC homology 1 Basic Leucine Zipper Transcription<br />
Factor 2<br />
BCL6 B-Cell Leukemia/Lymphoma 6<br />
Bp Basenpaar<br />
BSA Bovines Serum Albumin<br />
BSN Basonuclein<br />
BTNL2 Butyrophilin-Like 2<br />
bzw. beziehungsweise<br />
C11orf30 Chromosome 11 Open Reading Frame 30<br />
C3Bir C3H/HeJBir-Il10 -/-<br />
CARD Caspase Activated Recruitment Domain<br />
CCDC122 Coiled-Coil Domain Containing 122
CCL Chemokine (C-C motif) Ligand<br />
CCNY Cycline Y<br />
CCR 6 Chemokine(C-C motif) receptor 6<br />
CD Cluster of differentiation<br />
Cdcs Cytokine deficiency induced colitis susceptibility<br />
CDH1 Cadherin 1 Type 1<br />
CDKAL 1 Cyclin-dependent kinase 5 regulatory subunit associated protein<br />
1-like 1<br />
cDNS zirkuläre Ribonukleinsäure<br />
CED Chronisch Entzündliche Darmerkrankung<br />
CEP72 Centrosomal Protein 72kDa<br />
cfu colony forming untis<br />
CIITA Class II Major Histocompatibility Complex Transactivator<br />
CLN Ceroid-Lipofuscinosis Neuronal 3<br />
cm Zentimeter<br />
CMV Cytomegalievirus<br />
CPEB Cytoplasmic Polyadenylation Element Binding Protein<br />
CREM cAMP-Response Element Modulator<br />
CU Colitis Ulcerosa<br />
CUL2 Cullin 2<br />
DENND1B Differentially Expressed in Normal and Neoplastic Cells/ MAPkinase<br />
Activating Death Domain Containing 1B<br />
DLG 5 Disks Large Homolog 5<br />
DMSO Dimethylsulfoxid<br />
DNMT3A DNA Methyltransferase 3 Alpha<br />
DNS Desoxyribonukleinsäure
DSS Dextran Sodium Sulfat<br />
DTT Dithiothreitol<br />
E2F E2F Transcription Factor<br />
ECM Extracellular Matrix Protein 1<br />
E. coli Escherichia coli<br />
EDTA Ethylendiamintetraacetat<br />
EIF3C Eukaryotic Translation Initiation Factor 3 Subunit C<br />
ELISA Enzyme Linked Immunosorbant Assay<br />
ENOX 1 Ecto-NOX Disulfide-Thiol Exchanger 1<br />
ERAP Endoplasmic Reticulum Aminopeptidase<br />
ESRRA Estrogen-related Receptor Alpha<br />
Fa. Firma<br />
FADS Fatty Acid Desaturase<br />
FAM92B Family with Sequence Similarity 92, member B<br />
FCGR2A Fc Fragment of IgG Low Affinity IIa Receptor<br />
FMO4 Flavin-containing Monooxygenase 4<br />
FUT2 Fucosyltransferase 2<br />
g Gramm<br />
g g-Beschleunigung<br />
G418 Geneticin<br />
GALC Galactosylceramidase<br />
GAPDH Glycerinaldehyd-3-Phosphat-Dehydrogenase<br />
Gbp Guanylate binding protein<br />
GCKR Glucokinase Regulator<br />
GFP grün floureszieren<strong>des</strong> Protein
Gnb1 Guanine Nucleotide Binding Protein 1<br />
GPI Glykosylphoshpatidolinositol<br />
GPR65 G Protein-coupled Receptor 65<br />
GPX1 Glutathione Peroxidase 1<br />
GWAS Genomweite Assoziationsstudien<br />
HERC2 Hect Domain and Rolled Leaf 2<br />
HLA Human Leukocyte Antigen<br />
HNF4A Hepatocyte Nuclear Factor 4 Alpha<br />
HORMAD2 HORMA domain containing 2<br />
HPLC High-Performance Liquid Chromatography<br />
HRP Horseradichperoxidase<br />
HSP Heat Shock Protein<br />
IBD Inflammatory Bowel Disease<br />
ICAM Intercellular Adhesion Molecule<br />
ICOSLG Inducible T-cell Costimulator Ligand Gen<br />
Il Interleukin<br />
Il10RA Interleukin 10 Receptor α<br />
Il1Rl1 Interleukin 1 Receptor-like 1<br />
Il10RB Interleukin 10 Receptor β<br />
Il17REL Interleukin 17 Receptor E-like<br />
Il18RAP Interleukin 18 Receptor Accessory Protein<br />
Il23R Interleukin 23 Receptor<br />
INPP5E Inositol Polyphosphate-5-phosphatase<br />
INSL Insulin-Like<br />
IRF Interferon Regulatory Factor
IRGM Immunity-Related GTPase Family M Protein<br />
JAK 2 Janus Kinase 2<br />
KB Kilobase<br />
kDa kilo Dalton<br />
KIF21B Kinesin Family Member 21B<br />
KPNA7 Karyopherin Alpha 7<br />
L Liter<br />
LB Luria Bertani<br />
LIF Leukemia Inhibitory Factor<br />
LPS Lipopolysaccharid<br />
LRRK2 leucine-rich repeat kinase 2<br />
Ly6g6c Lymphocyte Antigen 6 Complex, Locus G6C<br />
mA Milliampere<br />
MAP3K7IP1 TGF-beta Activated Kinase 1/MAP3K7 Binding Protein 1<br />
MC Morbus Crohn<br />
mCD membrangebundenes Cluster of differentiation<br />
MDR1 Multi Drug Resistance 1<br />
MEF Murine Embryonale Fibroblasten<br />
MEM Modified Eagle’s Medium<br />
MHC Major Histocompatibility Complex<br />
MST1 Macrophage-Stimulating 1<br />
MTMR3 Myotubularin Related Protein 3<br />
µg Mikrogramm<br />
mg Milligramm<br />
µL Mikroliter
mL Milliliter<br />
mMol Millimol<br />
MOPS 3-(N-Morpholino)-Propansulfonsäure<br />
mRNS messenger Ribonukleinsäure<br />
MUC Mucin<br />
MYO9B Myosin IXB<br />
NDFIP1 Neural Precursor Cell Expressed developmentally Downregulated<br />
4 Family Interacting Protein 1<br />
NKX2-3 Natural Killer Cell-associated Antigen 2 Transcription Factor<br />
Related, Locus 3<br />
nm Nanometer<br />
NUPR1 Nuclear Protein Transcriptional Regulator 1<br />
NOD nucleotide-binding oligomerization domain<br />
NR Nitrat Reductase<br />
OCT Organic Cation Transporter<br />
OD Optische Dichte<br />
ORMDL3 Orosomucoid 1 Like 3<br />
P53 Transformation Related Protein 53<br />
PAX2 Paired Box Gene 2<br />
PBS Phosphate Buffered Saline<br />
PCR Polymerase Chain Reaction<br />
Pla2g2a Phospholipase A2 group IIA<br />
PLCL1 Phospholipase C-like 1<br />
PPARG Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma<br />
PRDX Peroxiredoxin<br />
PSMG1 Proteasome (Prosome, Macropain) Assembly Chaperone 1
PTGER4 Prostaglandin E Receptor Subtype EP4<br />
PTPN1 Protein Tyrosine Phosphatase, Non-Receptor Type 1<br />
PTPN 2 Protein Tyrosine Phosphatase, Non-Receptor Type 2<br />
PTPN22 Protein Tyrosine Phosphatase Non-Receptor Type 22 (lymphoid)<br />
pMol Picomol<br />
PTPN22 Protein Thyrosin Phosphatase 22<br />
PUS10 Pseudouridylate Synthase 10<br />
qRT Quantitative Real-Time<br />
QTL Quantitative Trait Loci<br />
® Registrierte Warenmarke<br />
RASIP Ras Interacting Protein<br />
REL Reticuloendotheliosis Viral Oncogene Homolog<br />
RNASE2 Ribonuclease A Family 2<br />
RNS Ribonukleinsäure<br />
rpm revolutionso per minute<br />
rRNS ribosomale Ribonukleinsäure<br />
RT Reverse Transkription<br />
RTEL1 Regulator of Telomere Elongation Helicase 1<br />
SATB2 Special AT-rich Sequence Binding Protein Homebox 2<br />
SCAMP Secretory Carrier Membrane Protein<br />
sCD soluble Cluster of Differentiantion<br />
SDCCAG3 Serologically Defined Colon Cancer Antigen 3<br />
SDS Sodium Dodecyl Sulfat<br />
SEC16A Putative UDP-N-Acetylglucosamine-Peptide N-<br />
Acetylglucosaminyltransferase Homolog 16 A<br />
SLC Single Level Cell
SMAD3 Mothers Against Decapentaplegic Homolog 3<br />
SMURF1 SMAD-specific E3 Ubiquitin-protein Ligase 1<br />
SNAP4 Small Nuclear RNA Activating Complex Polypeptide 4<br />
SNP single nukleotide polymorphism<br />
SP1 Specificity Protein 1<br />
SP140 SP140 Nuclear Body Protein<br />
SP2 Transkriptionsfaktor SP2<br />
SPF Specified Pathogen Free<br />
ssp. Subspezies<br />
STAT Signal Transducer and Activator of Transcription<br />
SULT1A1 Sulfotransferase Family Cytosolic 1A Phenol-Preferring Member<br />
T/A Thymin/Adenin<br />
TAGAP T-cell Activation RhoGTPase Activating Protein<br />
TFBS Transkriptionsfaktorbindunsstelle<br />
Th T-Helfer<br />
THADA Thyroid Adenoma Associated<br />
TL1A TNF-like ligand 1 A<br />
TLR Toll Like Receptor<br />
TNF Tumor-Nekrose-Faktor<br />
TNFRSF6B Tumor Necrosis Factor Receptor Superfamily 6B<br />
TNFSF15 Tumor Necrosis Factor Superfamily Member 15<br />
TPPP Tubulin Polymerization Promoting Protein<br />
TR2 Nuclear Receptor Subfamily 2 Group C Member 1<br />
TRAF Tumor-Nekrose-Faktor-Rezeptor-α assoziierter Faktor<br />
TRIF Toll-Like Receptor Adaptor Molecule 2
tRNS transfer Ribonukleinsäure<br />
TYK Tyrosinkinase<br />
u.a. unter an<strong>der</strong>em<br />
UBE2D1 Ubiquitin-conjugating Enzyme E2D 1<br />
USP12 Ubiquitin Specific Peptidase 12<br />
UV Ultraviolett<br />
V Volt<br />
VAMP Vesicle-associated Membrane Protein<br />
Vol. Volumen<br />
z.B. zum Beispiel<br />
ZFP36L1 Zinc Finger Protein 36 C3H Type-like 1<br />
ZMIZ1 Zinc Finger MIZ-type Containing 1<br />
ZNF 365 Zinc Finger 365<br />
ZPBP Zona Pellucida Binding Protein
5 Literaturteil<br />
17<br />
5.1 Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen (CED)<br />
Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen (CED) sind schubweise verlaufende<br />
Erkrankungen <strong>des</strong> Gastrointestinaltraktes. Sie unterglie<strong>der</strong>n sich in die beiden<br />
Haupterscheinungsformen Colitis Ulcerosa und Morbus Crohn, die bei den<br />
betroffenen Patienten in <strong>der</strong> Regel das erste Mal im Alter zwischen 20 und 40 Jahren<br />
auftreten (PICCO et al., 2009). Bei Colitis Ulcerosa beschränkt sich die Entzündung<br />
auf die Mukosa und die oberflächliche Submukosa <strong>des</strong> Dickdarms. Sie beginnt distal,<br />
schreitet kontinuierlich nach proximal fort und führt neben Ulzerationen langfristig zu<br />
einem erhöhten Darmkrebsrisiko (BERNSTEIN et al., 2001). Morbus Crohn ist durch<br />
eine diskontinuierliche transmurale Entzündung <strong>des</strong> gesamten<br />
Gastrointestinaltraktes gekennzeichnet, wobei Abszesse, Strikturen und Fisteln in<br />
den Bauchraum o<strong>der</strong> zu an<strong>der</strong>en Abdominalorganen entstehen können.<br />
Symptomatisch sind beide Krankheitskomplexe durch abdominale Algesie, Meläna,<br />
Diarrhoe, Anorexie und Maldigestion gekennzeichnet. Außerdem zeigen sich<br />
vielfältige extraintestinale Symptome, wie z.B. Pyrexie, Anämie, Arthralgien, Uveitis<br />
o<strong>der</strong> Erythema nodosum (TRAVIS u. STANGE et al., 2007). Ätiopathogenetisch sind<br />
CED noch nicht vollständig geklärt, aber es steht fest, dass es sich um ein<br />
multifaktorielles Geschehen handelt (FORABOSCO et al., 2000). Demnach können<br />
sowohl Umweltfaktoren als auch die Mikroflora <strong>des</strong> Darmes und genetische<br />
Komponenten ausschlaggebend für die Entstehung und den Verlauf von CED sein<br />
(LAKATOS et al. 2003; HUGOT et al., 2004; CARIO et al., 2005), während Stress<br />
und an<strong>der</strong>e sozioökonomische Faktoren ebenfalls Einfluss auf den Ausbruch und<br />
den Hergang <strong>der</strong> Erkrankung nehmen. Außerdem scheint eine erhöhte Permeabilität<br />
<strong>der</strong> Darmwand für Bakterien eine entscheidende Rolle zu spielen (MUNKHOLM et al.,<br />
1994). Seit dem Ende <strong>des</strong> Zweiten Weltkrieges steigt die Inzidenz bei<strong>der</strong><br />
Erkrankungserscheinungen sowohl in den Westlichen Industrienationen als auch in<br />
den verhältnismäßig weniger oft betroffenen Entwicklungslän<strong>der</strong>n an (BERNSTEIN<br />
et al., 2010). Mittlerweile tritt in den Industrienationen eine Stagnation <strong>der</strong><br />
Krankheitshäufigkeit ein, während sie in Entwicklungslän<strong>der</strong>n weiter steigt. In<br />
Mitteleuropa erkranken jährlich zwischen 4 und 7 von 100.000 Einwohnern neu an<br />
Morbus Crohn, während Colitis Ulcerosa mit einer Häufigkeit von 9 bis 12 neuen<br />
Krankheitsfällen pro 100.000 Einwohner deutlich öfter auftritt (LOFTUS et al., 2004).
5.2 Genetik <strong>der</strong> CED<br />
18<br />
Obwohl die genaue Ätiopathogenese <strong>der</strong> CED noch nicht vollständig geklärt ist,<br />
stellte sich schon früh heraus, dass eine genetische Komponente eine Rolle spielen<br />
muss. So wurde bereits 1932 eine familiäre Häufung von CED festgestellt (CROHN<br />
et al., 1932), <strong>der</strong> ein polygenetischer Erbgang zu Grunde zu liegen schien<br />
(FORABOSCO et al., 2000). Heute zeigt sich, dass in Familien mit einem CED-<br />
Patienten die Häufigkeit für weitere innerfamiliäre Krankheitsfälle im Vergleich zur<br />
allgemeinen Bevölkerung 15-fach erhöht ist und so bis zu 20% <strong>der</strong> Verwandten von<br />
Betroffenen ebenfalls unter CED leiden (ORHOLM et al., 1991; VERMEIRE u.<br />
PEETERS et al., 1996). In Zwillingsstudien wurde untersucht, inwieweit die<br />
Vererbung von CED genetisch bedingt ist. Die Übereinstimmungsraten bei eineiigen<br />
Zwillingen bezüglich <strong>der</strong> Krankheitsbetroffenheit von Morbus Crohn lag zwischen<br />
20% und 50% (HALFVARSON et al., 2003), während sie bei zweieiigen Zwillingen<br />
zwischen 0% und 7% lag (ORHOLM et al, 2000; HALFVARSON et al., 2007). Eine<br />
weitere Studie zeigte, dass bei MC sogar <strong>der</strong> Ausprägungstyp <strong>der</strong> Erkrankung<br />
genetisch determiniert sein könnte. Bei Zwillingen mit Colitis Ulcerosa liegt ebenfalls<br />
eine genetische Komponente vor, die aber nicht so stark ausgeprägt ist, wie bei MC<br />
(HALFVARSON et al., 2003). Den Studien zufolge wird klar, dass Erbgut-Einflüsse<br />
eine große Rolle spielen, CED aber auch von weiteren Faktoren bestimmt wird.<br />
5.2.1 Kopplungsanalysen<br />
Bei Kopplungsanalysen werden genetische Merkmale, die in <strong>der</strong> Bevölkerung<br />
variabel verteilt sind, in einer Gruppe verwandter Personen untersucht, zu <strong>der</strong><br />
sowohl von einer Krankheit betroffene als auch nicht betroffene Familienmitglie<strong>der</strong><br />
gehören. So können bei Erkrankten genetische Variationen identifiziert werden, die<br />
bei Gesunden nicht zu finden sind (siehe 11.1). Das Nucleotide-binding<br />
Oligomerization Domain containing 2 Gen (NOD2 o<strong>der</strong> Caspase Activated<br />
Recruitment Domain protein 15, CARD15) befindet sich im Inflammatory Bowel<br />
Disease (IBD) 1 Lokus auf Chromosom 16. Es wird vor allem in Panethzellen sowie<br />
peripheren Blutmonozyten exprimiert und war das erste Gen, das mit einer erhöhten<br />
Suszeptibilität für Morbus Crohn in Verbindung gebracht werden konnte. Durch das<br />
Binden von Bakterienzellwandbestandteilen (Muramyldipeptid) an das C-terminale<br />
Ende <strong>des</strong> Proteins wird eine Nuclear Factor Kappa B (NF-κB) Kaskade in Gang<br />
gesetzt, die zur Ausschüttung von Entzündungsmediatoren führt. Mehrere seltene<br />
Polymorphismen, die oft in Zusammenhang mit Morbus Crohn auftreten, wurden in<br />
diesem Gen gefunden (OGURA et al., 2001; LESAGE et al., 2002; HUGOT et al.,
19<br />
2008). Die Human Leukocyte Antigen (HLA) Klasse II Region und <strong>der</strong> Inflammatory<br />
Bowel Disease (IBD) 5 Lokus konnten bisher noch nicht unabhängig voneinan<strong>der</strong> als<br />
Suszeptibilitätslokus für CED identifiziert werden, da sie in unmittelbarer Nähe<br />
zueinan<strong>der</strong> liegen. Zu den Allelen, die mit dem Krankheitskomplex in Verbindung<br />
gebracht werden, gehören außerdem u.a. HLA-DRB1*1502 (ASAKURA et al., 1982;<br />
SUGINMURA et al., 1993), HLA-DRB1*0701 (FERNANDEZ et al., 2004; NEWMAN<br />
et al., 2004; AHMAD et al., 2002) und HLA-DRB1*0103 (SATSANGI et al., 1996;<br />
SILVERBERG et al., 2003; ORCHARD et al., 2002). Noch konnte aber nicht<br />
festgestellt werden, ob die Kopplungsergebnisse auf die einzelnen Allele selbst o<strong>der</strong><br />
ihre Kopplung miteinan<strong>der</strong> zurückzuführen sind. In <strong>der</strong> Promotorregion <strong>des</strong> Tumor<br />
Nekrose Faktor (TNF) Genes, das auch in <strong>der</strong> IBD 3 Region liegt, wurden mit CED<br />
assoziierte Single Nukleotide Polymorphisms (SNPs) gefunden (ORCHARD et al.,<br />
2002; VAN HEEL et al., 2002; TREMELLING et al., 2006). Funktionelle<br />
Abweichungen von organischen Kationentransportern (Organic Cation Transporter,<br />
OCT) <strong>der</strong> Gene Single Level Cell (SLC) 22A4 und SLC22A5 im IBD5-Lokus werden<br />
als kausal für <strong>der</strong>en Rolle bei CED betrachtet (PELTEKOVA et al., 2004). Letztere<br />
Gene agieren eng mit Interferon Regulatory Factor (IRF) 1, Interleukin (IL) 3-5 und<br />
IL13, weshalb diese ebenfalls als Kandidatengene in Betracht gezogen werden. Es<br />
wurden weitere Kandidatengene gefunden, <strong>der</strong>en Assoziation zu CED allerdings<br />
nicht eindeutig reproduziert werden konnte, wie z.B. NOD1/CARD4 (MCGOVERN et<br />
al., 2005), TLR4 (FRANCHIMONT et al., 2004; DE JAGER et al., 2007), Myosin IXB<br />
(MYO9B; VAN BODEGRAVEN et al., 2006) und NFκB1 (KARBAN et al., 2004).<br />
5.2.2 Genomweite Assoziationsstudien (GWAS)<br />
Um ein bestimmtes Merkmal mit dem genetischen Hintergrund <strong>des</strong> Merkmalträgers<br />
in Verbindung zu bringen, werden sogenannte genomweite Assoziationsstudien<br />
(GWAS) durchgeführt. Innerhalb einer Population werden zu diesem Zweck<br />
Assoziationen von Polymorphismen mit Krankheitsmerkmalen untersucht. Während<br />
Kandidatengenassoziationsstudien zur Verifizierung bereits bestehen<strong>der</strong><br />
Verdachtsmomente genutzt werden, können GWAS nach statistischer Auswertung<br />
von SNP-Verteilungen lediglich Hinweise auf mögliche genetische Zusammenhänge<br />
geben. SNPs, die nur bei Merkmalsträgern zu finden sind, können so nach weiterer<br />
Überprüfung als genetische Marker eingesetzt werden, z.B. für die Diagnostik von<br />
Krankheiten (siehe 11.2).<br />
Obwohl die genauen Pathomechansimen, über die die durch GWAS ermittelten<br />
Kandidatengene wirken, meist noch nicht bekannt sind, können die Gene dem<br />
innaten bzw. dem adaptiven Immunsystem zugeordnet werden. Zu <strong>der</strong> erworbenen
20<br />
Abwehr gehören einige Faktoren <strong>der</strong> T-Zell-Immunantwort; Interleukin 10 (IL10),<br />
Protein Tyrosine Phosphatase Non-Receptor Type 1 (PTPN2) sowie Protein<br />
Tyrosine Phosphatase Non-Receptor Type 22 lymphoid (PTPN22) verringern die<br />
Aktivität von T-Zellen, während eine Anregung <strong>der</strong> T-Helfer (Th) 1- und Th2-Zytokin-<br />
Produktion durch das Inducible T-cell Costimulator Ligand Gen (ICOSLG) stattfindet.<br />
Die Gene IL23R und IL12b kodieren für Proteine, die an <strong>der</strong> Entwicklung<br />
beziehungsweise Funktion von Th-Zellen <strong>der</strong> Typen 1 und 17 beteiligt sind, während<br />
viele weitere Gene ebenfalls Einfluss auf das adaptive Immunsystem nehmen (siehe<br />
11.2). Sie regulieren z.B. die Apoptose (CDKAL1, TNFRSF6B, TNFS15) o<strong>der</strong><br />
Transkriptionsfaktorexpressionen (C11orf3, CREM, JAK2, LRRK2). Im Bereich <strong>der</strong><br />
angeborenen Abwehrmechanismen spielen MUC19 für die Protektion <strong>der</strong><br />
Darmbarriere und ATGL16L- sowie IRGM- regulierte Autophagieantigene eine Rolle.<br />
Des Weiteren steuert MST1 die Chemotaxis von Makrophagen und NOD2 die<br />
Immunantwort auf Bakterien.<br />
5.3 Tiermodelle CED<br />
Tiermodelle dienen <strong>der</strong> Erforschung menschlicher Erkrankungen, um durch<br />
Untersuchungen an diesem Modell neue Erkenntnisse bezüglich <strong>der</strong> Ursache, <strong>des</strong><br />
Verlaufs o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Therapie <strong>des</strong> jeweiligen Leidens zu finden. Für Chronisch<br />
Entzündliche Darmerkrankungen (CED) gibt es zahlreiche Tiermodelle, die entwe<strong>der</strong><br />
eine spontane Colitis entwickeln (SAMP1/Yit-<strong>Maus</strong>, MATSUMOTO et al., 1998) o<strong>der</strong><br />
artifiziell beeinflusst werden müssen, um die gewünschte Symptomatik zu zeigen,<br />
wie z.B. bei <strong>der</strong> durch Natriumdextransulfat (Dextran Sodium Sulfat, DSS)<br />
induzierten Colitis. Außerdem werden verschiedene <strong>Maus</strong>stämme eingesetzt, die<br />
aufgrund genetischer Modifikationen Entzündungen <strong>des</strong> Gastrointestinaltraktes<br />
entwickeln (PIZARRO et al., 2003). Bei CED handelt es sich um eine multifaktorielle<br />
Erkrankung, auf <strong>der</strong>en Entstehung neben <strong>der</strong> Genetik <strong>des</strong> Patienten auch Umwelt<br />
und Darmflora Einfluss nehmen. Daher ist es wichtig, dass diese Faktoren bei<br />
genetisch determinierten Mäusen genau definiert und reguliert werden können. Die<br />
Bakterien im Darm eines gesunden Tieres erfüllen diverse essentielle Funktionen;<br />
sie versorgen den Wirtsorganismus mit verschiedenen Vitaminen und kurzkettigen<br />
Fettsäuren, regen die Peristaltik an, entgiften Xenobiotika (NICHOLSON et al., 2005),<br />
unterdrücken das Wachstum von pathogenen Bakterien durch die Produktion von<br />
Antimikrobiotika und sind an <strong>der</strong> Immunmodulation beteiligt (RAKOFF-NAHOUM et<br />
al., 2004). Des Weiteren stabilisieren sie die Darmbarriere durch die Produktion von<br />
Butyrat, das von den Darmepithelzellen zur Energiegewinnung verstoffwechselt wird.<br />
All diese Funktionen beeinflussen die Entstehung von Colitis im <strong>Maus</strong>modell, sodass<br />
einige Stämme, die mit einer konventionellen Darmflora eine Darmentzündung
21<br />
entwickeln, unter keimfreien Haltungsbedingungen nicht vom Ausbruch <strong>der</strong><br />
Erkrankung betroffen sind. Außerdem gibt es Bakterien, die nachweislich<br />
entzündungshemmende (z.B. Lactobacillus ssp.) o<strong>der</strong> -för<strong>der</strong>nde (z.B. Helicobacter<br />
ssp.) Eigenschaften besitzen.<br />
Tabelle 1: Beispiele für die Einflüsse <strong>der</strong> Darmflora auf CED-Modelle (modifiziert<br />
nach BÜCHLER, 2006)<br />
Ausprägung <strong>Maus</strong>stamm/ Modell Referenz<br />
Keine Kolitis bei<br />
keimfreier<br />
Haltung<br />
Reduzierte<br />
Kolitis bei<br />
strikter SPF-<br />
Haltung<br />
Reduzierte<br />
Kolitis trotz<br />
kolitogener<br />
Flora<br />
IL2-defizient<br />
IL10-defizient<br />
SAMP1/Yit<br />
IL2-defizient<br />
IL10-defizient<br />
Mdr1α-defizient<br />
CD4+/CD45RBhigh-Transfer<br />
IL10-defiziente Mäuse: Lactobacillus spp.<br />
DSS Kolitis: Lactobacillus ssp., Bifidobacterium<br />
infantis, Escherichia coli (E. coli) Nissle<br />
CD4+/CD26L+- Prkdc scid -Transfer:<br />
Bifidobacterium infantis, Lactobacillus reuteri und<br />
E. coli Nissle<br />
SADLACK et<br />
al., 1993;<br />
SELLON et<br />
al., 1998;<br />
MATSUMOTO<br />
et al., 1998;<br />
KÜHN et al.,<br />
1993;<br />
SADLACK et<br />
al., 1993;<br />
MORRISSEY<br />
et al., 1994;<br />
PANWALA et<br />
al., 1998;<br />
HANS et al.,<br />
2000;<br />
MADSEN et<br />
al., 2000;<br />
MADSEN et<br />
al., 2000;<br />
SCHULTZ et<br />
al., 2000;<br />
JIJON et al.,<br />
2004;<br />
SCHULTZ et<br />
al., 2004;<br />
GEIER et al.,<br />
2007;<br />
FITZPATRICK<br />
et al., 2007;<br />
VAN DER<br />
KLEIJ et al.,
Forcierte Kolitis<br />
bei kolitogener<br />
Flora<br />
22<br />
Enterococcus faecalis bei IL10-defizienten<br />
Mäusen<br />
E. coli bei IL10-defizienten Mäusen<br />
Helicobacter spp. bei verschiedenen<br />
<strong>Maus</strong>modellen<br />
2008;<br />
CAHILL et al.,<br />
1997;<br />
KULLBERG et<br />
al., 1998;<br />
CHIN et al.,<br />
2000;<br />
BURICH et<br />
al., 2001;<br />
BALISH et al.,<br />
2002; KIM et<br />
al., 2005<br />
Auch die Genetik <strong>der</strong> Mäuse spielt bei einigen Modellen eine bedeutende Rolle, z.B.<br />
im Modell <strong>der</strong> Il10-defizienten (Il10 tm1Cgn ) <strong>Maus</strong>. Je nach Stamm zeigen die Mäuse<br />
verschiedene Schweregrade und Verlaufsformen <strong>der</strong> Colitis. Als Ausgangspunkt für<br />
die vorliegende Arbeit dienen hierbei die Stammesunterschiede zwischen Mäusen<br />
<strong>der</strong> Stämme C57BL/6J.129P2-Il10 tm1Cgn /JZtm (B6-I10 -/- ) und C3H/HeJBir.129P2-<br />
Il10 tm1Cgn /JZtm (C3Bir-Il10 -/- ).<br />
Tabelle 2: Ausrichtung <strong>der</strong> Colitis bei Il10 -/- Mäusen verschiedener<br />
Hintergrundstämme (modifiziert nach BÜCHLER, 2006)<br />
Hintergrundstamm Schwere und Verlauf<br />
<strong>der</strong> Kolitis<br />
Referenz<br />
C57BL/6J Mild, protrahiert BERG et al., 1996; TAKEDA et al.,<br />
1999; BRISTOL et al., 2000<br />
BALB/c Intermediär, progressiv TAKEDA et al., 1999<br />
NOD/Lt Intermediär, progressiv MÄHLER et al., 2002<br />
NOD.NON-H2 nb1 Intermediär, progressiv MÄHLER et al., 2002<br />
129/SvEv Schwer, progressiv TAKEDA et al., 1999<br />
C3H/HeJBir Schwer, beginnt sehr früh BRISTOL et al., 2000<br />
C3H.SW Schwer, beginnt sehr früh MÄHLER et al., 2002
5.4 Vorarbeiten<br />
23<br />
1993 wurde am Institut für Genetik <strong>der</strong> Universität Köln die Interleukin10 (Il10)defiziente<br />
(Il10 tm1Cgn ; Il10 -/- ) <strong>Maus</strong> entwickelt. IL10 dient <strong>der</strong> Regulation <strong>des</strong><br />
Immunsystems und schützt den Organismus, indem es überschießende<br />
Abwehrreaktionen vermeidet (GRÜTZ, 2005). Die Nullmutation von Il10 im oben<br />
genannten <strong>Maus</strong>stamm verursachte eine überschießende Immunreaktion auf<br />
luminale Xenoantigene <strong>des</strong> Darmes, die verschiedene Merkmale <strong>der</strong> Colitis Ulcerosa<br />
und Morbus Crohn aufwiesen (KÜHN et al., 1993); die Tiere entwickelten eine meist<br />
letal verlaufende, chronische Enterocolitis, die vornehmlich Zäkum sowie Kolon<br />
betraf und histologisch durch mukosale Entzündungszellinfiltrate in Verbindung mit<br />
intraluminalen fibrinoiden Ablagerungen gekennzeichnet war. Bei <strong>der</strong> Untersuchung<br />
verschiedener Il10 -/- -Stämme zeigte sich in Zusammenarbeit mit Dr. Leiter (The<br />
Jaxon Laboratory, USA), dass die Nullmutanten <strong>des</strong> C3Bir-Stammes eine deutlich<br />
schwerere Form <strong>der</strong> Colitis entwickelten als B6-Il10 -/- -Mäuse, was verdeutlicht, dass<br />
die Krankheitsausprägung von <strong>der</strong> Genetik <strong>des</strong> Hintergrundstammes beeinflusst wird.<br />
Sich anschließende genomweite Kopplungsanalysen an segregierenden<br />
Kreuzungspopulationen dieser Stämme zeigten, dass die 10 gefundenen CED-<br />
Suszeptibilitäzsloki (Quantitative Trait Loci, QTL), die auch als Cytokine deficiency<br />
induced colitis susceptibility (Cdcs) 1 bis 10 bezeichnet werden, einer sehr<br />
umfassenden genetischen Kontrolle unterliegen (BLEICH et al., 2004). Wie schon bei<br />
an<strong>der</strong>en QTL beobachtet, findet man diese Allele nicht nur im suszeptiblen Stamm<br />
C3Bir, son<strong>der</strong>n teilweise (Cdcs4, Cdcs6, Cdcs8) auch bei den eigentlich resistenten<br />
B6-Mäusen. Innerhalb <strong>der</strong> 10 QTL konnten durch weitere genetische<br />
Untersuchungen und Microarray-Analysen 8 Kandidatengene identifiziert werden (DE<br />
BUHR et al., 2006): Guanylate Binding Protein 1 (Gbp1) im Cdcs1; Heat Shock<br />
Protein (Hsp) 1a, Hsp1b und Lymphocyte Antigen 6 Complex Locus G6C (Ly6g6c)<br />
im Cdcs5; Cluster of differentiation (<strong>Cd14</strong>) im Cdcs6; Phospholipase A2 group IIA<br />
(Pla2g2a) und Guanine Nucleotide Binding Protein 1 (Gnb1) im Cdcs9; Amphiregulin<br />
(Areg) im Cdcs10. Nach einem Vergleich <strong>der</strong> Gen-Expressionen zwischen Il10 -/-<br />
Mäusen bei<strong>der</strong> Hintergrundstämme und Wildtypvarianten kristallisierten sich 3<br />
Kandidatengene heraus, die in allen Stämmen einen hohen Einfluss auf das<br />
Expressionsniveau hatten: Gbp1 (Cdcs1, Chromosom 3), <strong>Cd14</strong> (Cdcs6, Chromosom<br />
18) und Pla2g2a (Cdcs9, Chromosom 4). Bezüglich C3Bir zeigten sowohl Mäuse in<br />
konventioneller als auch in keimfreier Haltung eine deutlich höhere CD14-Produktion<br />
als B6 (DE BUHR et al., 2006), wobei CD14 im Darm in löslicher Form vorlag<br />
(soluble CD14, sCD14) und einen protektiven Effekt gegen die Colitisentwicklung<br />
hatte. Die insgesamt geringere CD14-Produktion in keimfreien Tieren zeigte, dass<br />
die Mikroflora über verschiedene Rückkopplungsmechanismen einen Einfluss auf die<br />
Expressionshöhe <strong>des</strong> Proteins hatte. Es konnte nachgewiesen werden, dass es bei
24<br />
Mäusen parallel zum Menschen eine Gewebespezifität <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Expression gab<br />
(DE BUHR et al., 2009) und die stammabhängige Expressionshöhe nicht durch einen<br />
defekten Toll Like Receptor (TLR) 4 hervorgerufen wurden (DE BUHR et al., 2006).<br />
Durch verschiedene Untersuchungen konnten u.a. 11 Polymorphismen identifiziert<br />
werden, die verschiedene mögliche Transkriptionsfaktorbindungsstellen verän<strong>der</strong>n,<br />
z.B. STAT1 (nur bei C3Bir an Position -823), BCL6 (nur bei B6 an -244), SP2 (nur bei<br />
C3Bir an-244) und PPARG (nur bei B6 an -360). Der Einfluss bei<strong>der</strong> Promotoren auf<br />
die CD14-Produktion wurde mittels Kotransfektion <strong>des</strong> jeweiligen<br />
Ausgangspromotors in einem Luziferasreporterplasmid mit einem β-Galaktosidase<br />
kodierenden Plasmid in RAW264.7-Zellen (murine Makrophagen) untersucht. Die<br />
vorher bereits in vivo beobachtete höhere Basalaktivität von <strong>Cd14</strong> im C3Bir-Stamm<br />
wurde in vitro sowohl basal als auch nach Lipopolysaccharid-Stimulation verifiziert.<br />
5.5 <strong>Cd14</strong><br />
Cluster of differentiation 14 (<strong>Cd14</strong>) ist ein 356 Aminosäuren langes und 55 kDa<br />
großes Glykoprotein, das in einem Suszeptibilitätslocus für Chronisch Entzündliche<br />
Darmerkrankungen auf Chromosom 5q 23-31 kodiert ist (CED; VAN HEEL et al.,<br />
2004). Es ist über eine Glykosylphoshpatidolinositol(GPI)-Verbindung in <strong>der</strong><br />
Zellmembran verankert (SIMMONS et al., 1989) und bildet dort zusammen mit dem<br />
Lymphozyten-Antigen 96 sowie dem Toll Like Receptor 4 (TLR4) einen Rezeptor für<br />
Lipopolysaccharide (LPS), die einen Bestandteil <strong>der</strong> Zellwand gramnegativer<br />
Bakterien darstellen. <strong>Cd14</strong> wird auf reifen Monozyten exprimiert und die auf den<br />
Monozyten verbleibende Form wird als membrangebundenes CD14 (membrane<br />
bound CD14, mCD14) bezeichnet. Durch die Bindung von LPS an mCD14 wird das<br />
Myeloid differentiation primary response Gen 88 (Myd88) aktiviert, was zu einer<br />
Rekrutierung <strong>der</strong> Interleukin-1-Rezeptor assoziierten Kinase führt. Daraus resultiert<br />
eine Initialisierung <strong>des</strong> Tumor-Nekrose-Faktor(TNF)-Rezeptor-α assoziierten Faktors<br />
6 (TRAF6). TRAF6 verursacht die Phosphorylierung <strong>der</strong> Inhibitor of κ B (IκB) Kinase<br />
und die Freisetzung von NF-κB sowie das Einschlagen <strong>des</strong> Mitogen aktivierten<br />
Proteinkinase-Weges. Neben Myd88 wird durch das Binden von LPS an mCD14 und<br />
TLR4 auch <strong>der</strong> Toll-Like Receptor Adaptor Molecule 2 (TRIF) Weg aktiviert, <strong>der</strong> zur<br />
Rekrutierung von IRF3 führt. Die Triggerung von NF-κB und IRF3 führt zur<br />
Ausschüttung proinflammatorischer Zytokine und in einigen Zellen zur Apoptose<br />
(FUKATA et al., 2008). Zudem nimmt mCD14 an <strong>der</strong> Integrin abhängigen Fibrinogen-<br />
Adhäsion und <strong>der</strong> Komplement unabhängigen Phagozytose gramnegativer Bakterien<br />
teil (LANDMANN et al., 2000). Lösliches CD14 (soluble CD14, sCD14) zirkuliert als<br />
Plasmaprotein ohne Verankerung in <strong>der</strong> Zellwand (DZIARSKI et al., 2000) und<br />
entsteht, indem entwe<strong>der</strong> keine GPI-Verankerung synthetisiert o<strong>der</strong> die Verankerung
25<br />
in <strong>der</strong> Zellmembran durch Serinproteinasen gelöst wird (BUFLER et al., 1995). Es<br />
konkurriert mit mCD14 um die Bindung von LPS und zeigt einen hemmenden<br />
Einfluss auf die Aktivierung <strong>des</strong> Komplementsystems (HAZIOT et al., 1994). TLR4,<br />
<strong>der</strong> von den Epithelzellen <strong>des</strong> Darms nur spärlich exprimiert wird, sowie CD14<br />
werden bei Patienten mit Chronisch Entzündlicher Darmerkrankung (CED) vermehrt<br />
synthetisiert, was zu einer erhöhten Sensibilität und Reaktivität gegenüber <strong>der</strong><br />
Mikroflora <strong>des</strong> Darmes führt (ABREU et al., 2001; SUZUKI et al., 2003). Es bleibt zu<br />
klären, ob die erhöhte Expression von CD14 tatsächlich die Ursache <strong>der</strong> Entzündung<br />
ist o<strong>der</strong> durch sie ausgelöst wird. Gleiches gilt für die gesteigerte TLR4-CD14-<br />
Expression in Makrophagen <strong>der</strong> Lamina Propria (FUKATA et al., 2008).<br />
Abbildung 1: Hauptweg <strong>der</strong> Beeinflussung von CED durch CD14
5.6 Ziele dieser Arbeit<br />
26<br />
Der deutlich schwerere Verlauf <strong>der</strong> Colitis bei C3Bir-Il10 -/- -Mäusen im Vergleich zu<br />
Tieren <strong>des</strong> Stammes B6-Il10 -/- konnte auf <strong>der</strong>en genetischen Hintergrund<br />
zurückgeführt werden. Durch anschließende Kopplungs- und Microarrayanalysen<br />
wurden verschiedene Kandidatengene identifiziert, zu denen unter an<strong>der</strong>em auch<br />
<strong>Cd14</strong> gehörte; es wurde im C3Bir-Stamm signifikant höher exprimiert als bei B6 und<br />
hatte einen protektiven Einfluss auf die Entstehung einer Colitis. Reportergenassays<br />
zeigten auch in vitro eine signifikant höhere Aktivität <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> und<br />
es stellte sich heraus, dass in beiden Stämmen eine Reihe von<br />
Promotorpolymorphismen vorlagen. Das führte zu dem Ziel dieser Arbeit, die zur<br />
unterschiedlich hohen <strong>Cd14</strong>-Expression zu Grunde liegenden<br />
Promotorpolymorphismen zu identifizieren. Beide Promotoren wurden trunkiert<br />
(1300bp-, 900bp-, 600bp-, 300bp-, 130bp-Fragmente), anschließend transient in<br />
murine Makrophagen <strong>der</strong> Zelllinie RAW264.7 transfiziert und durch<br />
Luciferaseanalysen ausgewertet, um die Promotorabschnitte einzugrenzen, die für<br />
die divergierende Aktivität <strong>der</strong> Stämme verantwortlich waren. Bereiche, die einen<br />
entscheidenden Einfluss auf die Expression von <strong>Cd14</strong> zu haben schienen, sollten<br />
weiter verkürzt werden, um die Zahl <strong>der</strong> in Frage kommenden Promotorelemente zu<br />
dezimieren. Die so identifizierten Transkriptionsfaktorbindungsstellen sollten durch<br />
gezielte Mutagenese inaktiviert werden, um ihre Funktion anschließend in<br />
Reportergenanalysen zu überprüfen. Abschließend sollten zum Nachweis <strong>der</strong><br />
physikalischen Bindung zwischen DNS und spezifischen Proteinen Electrophoretic<br />
Mobility Shift und Supershift Analysen durchgeführt werden.
6 Material und Methoden<br />
6.1 Geräte<br />
CO2-Inkubatoren INC108 (Fa. Memmert®)<br />
27<br />
ELISA-Rea<strong>der</strong> 2030 Multilabel Rea<strong>der</strong> Victor X3 (Fa.<br />
Perkin Elmer®)<br />
Feinwaage LA230S (Fa. Sartorius®)<br />
TE1502S (Fa. Sartorius®)<br />
Gelelektrophoresekammer Forschungswerkstätten MHH<br />
Kapillarsequenzierer 310 Genetic Analyzer (Fa. ABI<br />
PRISM®)<br />
Kühleinrichtungen 4°C Comfort 111714 (Fa. Liebherr®)<br />
1111724 (Fa. Liebherr®)<br />
-20°C 361414 (Fa. Liebherr®)<br />
-80°C 6483 (Fa. GFL®)<br />
Laborwaage MC1 Laboratory CC2200S (Fa.<br />
Sartorius®)<br />
Magnetrührer RH-KT/C (Fa. IKA®)<br />
Mehrkanalpipetten Transferpette-8 10-100 µL (Fa.<br />
Brand®)<br />
Mikroskop Axiovert 135 (Fa. Zeiss®)<br />
Mikrowelle R-2V16 700W (Fa. Sharp®)<br />
Photometer Biotechnologie Nanodrop<br />
Spectrophotometer ND-1000 (Fa.<br />
Peqlab®)
28<br />
Pipetten Research 2,5 µL/10 µL/100 µL/200<br />
µL/1000 µL/10 mL (Fa. Eppendorff®),<br />
Serological Pipette, sterile, nonpyrogenic,<br />
Größe 25 mL/10 mL/5 mL<br />
(Fa. Sarstedt®)<br />
Pipettierhilfe Pipetboy acu (Integra Biosciences®)<br />
Reaktionsgefäßschüttler Mixing Block MB-102 (Fa. BIOER®)<br />
Realtime-PCR-Gerät StepOnePlus Real-Time PCR System,<br />
StepOne/StepOnePlus-Version 2.0<br />
(Fa. Applied Biosystems®)<br />
Schüttelinkubator 3033 (Fa. GFL®)<br />
Semi-Dry Blotter Maxi V20-SDB (Fa. Carl Roth®)<br />
Stromquelle MBP 300 EP 3000 Volt Programmable<br />
Power Supply (Fa. MBP®)<br />
Power Pack P25 (Fa. Biometra®)<br />
Thermocycler PTC-200 Peltier Thermal cycler (Fa.<br />
MJ Research®)<br />
Thermoschüttler Mixing Block MB-102 (Fa. BIOER®)<br />
Tischzentrifuge Biofuge fresco (Fa. Heraeus®)<br />
Vertikaldoppelelektrophoresekammer MINI-Vertikal Doppel-<br />
Elektrophoresekammer kühlbar (Fa.<br />
Carl Roth®)<br />
Vortexer MS3 digital (Fa. IKA®)<br />
6.2 Verbrauchsmaterialien<br />
Abdeckung Optical Adhesive Covers (Fa. Applied<br />
Biosystems®)<br />
Einfriergefäß Kryoröhrchen (Fa.Greiner®)
29<br />
Nylon-Membran Immobilon-P Transfer Membrane (Fa.<br />
Millipore®)<br />
Pipettenspitzen 1000 µL/200 µL/10 µL (Fa. Sarstedt®)<br />
Reaktionsgefäße 96-Well Reaction Plate 0,1 mL (Fa.<br />
Applied Biosystems®) in transparent<br />
und weiß<br />
PCR Softtubes 0,2 mL (Fa. Biozym®)<br />
0,5 mL EASY CAP (Fa. Sarstedt®)<br />
1,5 mL EASY CAP (Fa. Sarstedt®)<br />
Röntgenfilm Röntgenfilm (Fa. GE Healthcare®)<br />
Zellkulturplatten 6-Well mit Flachboden (Fa. Greiner®)<br />
Zellkulturflaschen 75 cm2, Filterdeckel (Fa. Corning®)<br />
Zellkulturschalen 6 cm Durchmesser (Fa. Sarstedt®)<br />
10 cm Durchmesser (Fa. Sarstedt®)<br />
Zellschaber Cellscraper (Fa. Greiner BioOne®)<br />
Zellzählkammer Neubauer Zählkammer (Fa.<br />
Marienfeld-Neubauer®)<br />
6.3 DNS<br />
6.3.1 Polymerasekettenreaktion (polymerase chain reaction, PCR)<br />
Das grundlegende Prinzip <strong>der</strong> PCR-Methode ist die vielfache Wie<strong>der</strong>holung eines<br />
Teilschrittes <strong>des</strong> Zellzyklus‘, bei <strong>der</strong> eine Kopie <strong>der</strong> beiden ursprünglichen DNS-<br />
Einzelstränge synthetisiert wird. Da je<strong>der</strong> Reaktionsschritt neue identische Matrizen-<br />
DNS erzeugt, steigt die Kopienzahl entsprechend einer Kettenreaktion exponentiell<br />
an (SAIKI et al., 1988).<br />
Die in einzelnen Versuchsteilen verwendeten Oligonukleotide sind im Anhang (siehe<br />
12.2.1) aufgeführt. Standardisiert wurde jeweils 1 pg bis 10 ng genomischer DNS als<br />
Matrize eingesetzt.
Folgen<strong>der</strong> Reaktionsansatz wurde für Mutagenese-PCRs hergestellt:<br />
Reaktionslösung<br />
30<br />
0,2 µL Phusion Hot Start DNA Polymerase (2 U/µL, Fa.NEB®)<br />
1 µL Forward Primer (10 pmol)<br />
1 µL Reverse Primer (10 pmol)<br />
4 µL 5 x HF-Puffer (Fa. NEB®)<br />
1 pg - 10 ng MatrizenDNS<br />
0,4 µL dNTPs 100 mM (Fa. Fermentas®)<br />
ad 20 µL H2O<br />
Gesamtvolumen: 20 µL<br />
Folgen<strong>des</strong> Standardprogramm wurde für die verschiedenen Primerkonstellationen<br />
und DNS-Matrizen eingesetzt:<br />
Vorgang Temperatur Dauer Sprung Zyklen<br />
1. Denaturierung 98°C 3 Minuten<br />
2. Denaturierung 98°C 10 Sekunden<br />
3. Annealing 65 bis 72°C 30 Sekunden<br />
4. Elongation 72°C 90 Sekunden 2. 30<br />
5. Elongation 72°C 5 Minuten<br />
6. Konservierung 15°C Pause<br />
Bei 72°C Elongationstemperatur erzeugt die Phusion® Hot Start DNA Polymerase<br />
(Fa. Finnzymes®) 1-4 KB DNS pro Minute. Die PCR-Produkte wurden durch<br />
Agarosegelelektrophorese identifiziert.
Folgen<strong>der</strong> Reaktionsansatz wurde für Trunkierung-PCRs hergestellt:<br />
Reaktionslösung<br />
0,5 µL Easy-A® High-Fidelity PCR Cloning Enzyme (Stratagene®)<br />
1 µL Forward Primer (10 pmol)<br />
1 µL PKrela (10pmol)<br />
31<br />
5 µL Easy-A® Reaction Buffer (Fa. Stratagene®)<br />
1 µL MatrizenDNS<br />
0,4 µL dNTPs 100 mM (Fa. Fermentas®)<br />
ad 50 µL <strong>des</strong>t. H2O<br />
Gesamtvolumen: 50 µL<br />
Folgen<strong>des</strong> Standardprogramm wurde für die verschiedenen Primerkonstellationen<br />
und DNS-Matrizen eingesetzt:<br />
Vorgang Temperatur Dauer Sprung Zyklen<br />
1. Denaturierung 95°C 2 Minuten<br />
2. Denaturierung 95°C 40 Sekunden<br />
3. Annealing 60°C 30 Sekunden<br />
4. Elongation 72°C 60 Sekunden 2. 35<br />
5. Elongation 72°C 7 Minuten<br />
6. Konservierung 4°C Pause<br />
Bei 72°C Elongationstemperatur erzeugte das Easy-A®High Fidelity PCR Cloning<br />
Enzyme (Fa. Agilent Technologies®) bis zu 1 KB DNS pro Minute. Die PCR-<br />
Produkte wurden durch Agarosegelelektrophorese identifiziert.
6.3.2 Mutagenese<br />
32<br />
Zur Mutagenese <strong>der</strong> verschiedenen Promotorelemente wurde in dieser Arbeit das<br />
Phusion Site-Directed Mutagenesis Kit (Fa. Finnzymes®) eingesetzt. Die<br />
verwendeten Primer sind unter Oligonukleotide aufgeführt (siehe 12.2.1).<br />
Mutagenisiert wurde <strong>der</strong> full-length-Promotor bei<strong>der</strong> Stämme. Abweichend von <strong>der</strong><br />
Gebrauchsanweisung <strong>des</strong> Herstellers wurden bei <strong>der</strong> PCR-Reaktion zusätzlich 4%<br />
DMSO (Dimethylsulfoxid) eingesetzt. Alle an<strong>der</strong>en Schritte wurden nach<br />
Gebrauchsanleitung durchgeführt. Die zu mutagenisierenden Transkriptionsfaktor-<br />
Bindungsstellen wurden in Restriktionsenzymschnittstellen umgeschrieben. So<br />
konnte <strong>der</strong> putative Erfolg <strong>der</strong> Mutagenese schnell mittels Restriktionsenzymverdau<br />
überprüft werden, bevor eine Sequenzierung zur Verifizierung <strong>der</strong> ersten Tests folgte.<br />
Das PCR-Produkt wurde über Nacht mit dem Restriktionsenzym DpnI (Fa. NEB®)<br />
verdaut, um parentale DNS zu eliminieren.<br />
6.3.3 Agarosegelelektrophorese<br />
Die Agarosegelelektrophorese dient <strong>der</strong> Auftrennung von Nukleinsäuren. Da sich<br />
diese aufgrund ihrer negativen Ladung im elektrischen Feld gerichtet bewegen,<br />
lassen sie sich mit Hilfe einer an eine Agarose-Gelmatrix angelegten Spannung ihrer<br />
Größe nach auftrennen. Durch Ethidiumbromidfärbung können diese<br />
Nukleinsäurefragmente visualisiert werden, da Ethidiumbromid die DNS interkaliert.<br />
Bei Betrachtung unter UV-Licht (254 nm) fluoresziert das Ethidiumbromid intensiv<br />
orange.<br />
DNS: Für die analytischen Agarosegelelektrophoresen wurden 0,8%ige bis 3,0%ige<br />
Gele in TBE-Puffer mit 0,0001 Vol. Ethidiumbromidlösung (1%ig, Fa. Serva®)<br />
eingesetzt. Zur Herstellung <strong>der</strong> Gele wurde LE Agarose (Fa. Biozym®) verwendet.<br />
Die Proben wurden vor dem Auftragen auf das Gel mit 0,1 Volumen 10 x Ladepuffer<br />
versetzt. Die Auftrennung erfolgte mit einer konstanten Spannung von 5 V/cm mit<br />
TBE als Laufpuffer. Als DNS-Größenstandard wurde die Generuler 1 kb Plus DNA<br />
Lad<strong>der</strong> (Fa. Fermentas®) eingesetzt.<br />
RNS: Für die analytischen Agarosegelelektrophoresen wurden 0,8%ige bis 2%ige<br />
Gele in 3-(N-Morpholino)-Propansulfonsäure-Puffer (MOPS-Puffer, Fa. Sigma-<br />
Aldrich®) mit 0,0001 Vol. Ethidiumbromidlösung (1%ig, Fa. Serva®) eingesetzt. Zur<br />
Herstellung <strong>der</strong> Gele wurde LE Agarose (Fa. Biozym®) verwendet. Die Proben<br />
wurden vor dem Auftragen auf das Gel mit 0,1 Volumen 10 x Ladepuffer versetzt. Die<br />
Auftrennung erfolgte mit einer konstanten Spannung von 5 V/cm mit 1 x MOPS als
33<br />
Laufpuffer. Als RNS-Größenstandard wurde die RiboRulerRNA Lad<strong>der</strong> (Fa.<br />
Fermentas®) eingesetzt.<br />
10 x MOPS<br />
83,7 g 3-(N-Morpholino)-Propansulfonsäure (Fa.Sigma-Aldrich®)<br />
13,6 g Sodium Acetat trihydrat (Fa. Merck®)<br />
800 mL HPLC Wasser (Fa. J.T. Baker®)<br />
3,7 g EDTA (Fa. Carl Roth®)<br />
ad 1 L H2O<br />
Gesamtvolumen: 1 L<br />
10x RNS-Ladepuffer<br />
9,5 mL Formamid (Fa. Carl Roth®)<br />
0,1 mL 0,5 M EDTA (Fa. Carl Roth®)<br />
12,5 µL 20% SDS (Fa. Carl Roth®)<br />
2,5 mg Bromphenolblau (Fa. Merck®)<br />
2,5 mg Xylencyanol (Fa. Merck®)<br />
ad 10 mL H2O<br />
Gesamtvolumen: 10 mL<br />
10x TBE<br />
121 g Tris (Fa. Carl Roth®)<br />
55,5 g Borsäure (Fa. Merck®)<br />
9,3 g EDTA (Fa. Carl Roth®)<br />
ad 1 L H2O<br />
Gesamtvolumen: 1 L
5x DNS-Ladepuffer<br />
2 g Ficoll 400 (Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
2 mL 0,5 M EDTA, pH 8,0 (Fa. Carl Roth®)<br />
100 mg SDS (Fa. Carl Roth®)<br />
34<br />
1 Spatelspitze Bromphenolblau (Fa. Merck®)<br />
1 Spatelspitze Cylenxyanol (Fa. Merck®)<br />
Gesamtvolumen: 2 mL<br />
6.3.4 Sequenzierung<br />
Die zu sequenzierenden Proben wurden mit dem jeweils zugehörigen<br />
Sequenzierungsprimer (siehe 12.2.1) und dem Big Dye® Terminator v1.1 Cycle<br />
Sequencing Kit (Fa. Invitrogen®) nach Angaben <strong>des</strong> Herstellers bearbeitet. Die<br />
Aufreinigung <strong>der</strong> Proben erfolgte mit dem innu-PREP®-DYEpure-Kit (Fa. Analytic<br />
Jena®) nach Herstellerangaben. Die sich anschließende Sequenzierung wurde mit<br />
dem ABI PRISM® 310 Genetic Analyzer (Fa. Applied Biosystems®) durchgeführt.<br />
Alternativ wurden Proben extern mit den vorgegebenen Primern (siehe 12.2.1)<br />
sequenziert (Fa. MWG Eurofins Operon®).<br />
6.3.5 Aufreinigung und Fällung von Nukleinsäuren<br />
Natriumacetat-Ethanol-Fällung: Die DNS wurde aus wässrigen Lösungen durch<br />
Zugabe von 0,1 Volumen 3 M Natriumacetat (Fa. Merck®), pH 5,2 sowie 2 Volumina<br />
100%igem Ethanol (Fa. Büfa®) gefällt. Nach einer Zentrifugation bei 13000 x g und<br />
4°C für 20 Minuten wurde <strong>der</strong> Überstand abgesaugt, die pelletierte DNS 2 Mal mit<br />
500 µl 70%igem Ethanol gewaschen und erneut unter gleichen Bedingungen<br />
zentrifugiert. Nach Absaugen <strong>des</strong> Überstan<strong>des</strong> wurde das Pellet 10 bis 15 Minuten<br />
getrocknet und in <strong>des</strong>tilliertem Wasser aufgenommen.
6.3.6 Photometrische Konzentrationsbestimmung von Nukleinsäuren<br />
35<br />
Zur photometrischen Konzentrationsbestimmung von DNS und RNS wurde die<br />
Extinktion <strong>der</strong> DNS- bzw. RNS-Lösung mit dem Spectrophotometer gemessen. Dazu<br />
wurden 2 µL <strong>der</strong> Lösung auf das Gerät gegeben und bei 260 nm gemessen. Hierbei<br />
entspricht eine Extinktion von 1,0 ca. 50 µg/mL doppelsträginger DNS o<strong>der</strong> 40 µg/mL<br />
RNS. Aussagen über die Reinheit <strong>der</strong> Nukleinsäuren konnten bei zusätzlicher<br />
Messung <strong>der</strong> Extinktion bei 280 nm getroffen werden. Der Quotient E260/E280 liegt bei<br />
geringen Verunreinigungen für DNS bei 1,7-1,9 und für RNS zwischen 1,9-2,1.<br />
6.3.7 Quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR)<br />
Die quantitative Real-Time-Polymerase-Kettenreaktion (quantitative realtime<br />
polymerase chain reaction, qRT-PCR) diente <strong>der</strong> Vervielfältigung von Nukleinsäuren.<br />
Das Prinzip <strong>der</strong> qRT-PCR beruhte auf dem <strong>der</strong> herkömmlichen PCR. Durch<br />
Fluoreszenzmessungen, die während <strong>der</strong> PCR-Zyklen vorgenommen wurden, war es<br />
möglich, die Nukleinsäuren auch quantitativ nachzuweisen, da die Intensität <strong>der</strong><br />
Fluoreszenz in <strong>der</strong> exponentiellen Phase <strong>der</strong> Vermehrung proportional zu <strong>der</strong><br />
erzeugten Nukleinsäuremenge war. Die Floureszenz entstand durch den Einbau<br />
Floureszenz-gekoppelter Basen in den amplifizierten DNS-Strang. Alle für den PCR-<br />
Ansatz benötigten Labormaterialien, die mit <strong>der</strong> verwendeten RNS in Kontakt kamen,<br />
waren laut Hersteller RNAse-frei o<strong>der</strong> wurden vor Gebrauch autoklaviert und mit UV-<br />
Licht bestrahlt. Für einen qRT-PCR-Ansatz wurde folgende Menge an Reagenzien<br />
verwendet:<br />
qRT-Ansatz<br />
10 µL SYBR-Green-PCR-Mastermix (Fa. Applied Biosystems®)<br />
1 µL MatrizenDNS<br />
1 µL Forward-Primer (300 nm)<br />
6 µL Revers-Primer (300 nm)<br />
7 µL HPLC-Wasser (Fa. J.T. Baker®)<br />
ad 20 µL H2O<br />
Gesamtvolumen: 20 µL
36<br />
Die Reaktionsansätze wurden in eine 96-Well Platte überführt und mit Optical<br />
Adhesive Covers abgedeckt.<br />
Folgen<strong>des</strong> Programm wurde für die verschiedenen Primerkonstellationen für die qRT<br />
eingesetzt:<br />
Vorgang Temperatur Dauer Sprung Zyklen<br />
1. Denaturierung 95°C 15 Minuten<br />
2. Denaturierung 95°C 10 Sekunden<br />
3. Annealing 60°C 20 Sekunden<br />
4. Elongation 60°C 30 Sekunden 2. 40<br />
6.4 RNS<br />
6.4.1 Isolierung von RNS aus Zellen<br />
Die Gewinnung von Gesamt-RNS (rRNS, tRNS und mRNS) aus RAW264.7-Zellen<br />
erfolgte mit Hilfe <strong>des</strong> RNeasy® Mini Kits (Fa. Qiagen®). Unter RNAse-freien<br />
Bedingungen wurden 5 x 106 RAW264.7-Zellen mit 0,25% Trypsin in PBS aus <strong>der</strong><br />
Zellkulturflasche gelöst und 5 Minuten bei 300 x g in einem Zentrifugationstube<br />
zentrifugiert. Anschließend wurde vorsichtig <strong>der</strong> Überstand abgenommen. Die<br />
Isolierung <strong>der</strong> RNS erfolgte nach Herstellerangaben. Die gewonnene RNS wurde bei<br />
-20°C gelagert und war so 1 Jahr haltbar.<br />
6.4.2 Reverse Transkription (RT) und RT-PCR<br />
In vitro kann reife mRNS als Matrize für die Herstellung einer genauen DNS-Kopie<br />
(copy-DNS o<strong>der</strong> cDNS) dienen. An einem DNS-Primer beginnend synthetisierte das<br />
Enzym Reverse Transkriptase (Fa. Qiagen®), eine in Retroviren identifizierte RNSabhängige<br />
DNS-Polymerase, eine identische DNS-Kopie <strong>der</strong> RNS (TAYLOR,<br />
ILLMENSEE u. SUMMERS, 1976; BERCHTOLD, 1989). Dieses Verfahren <strong>der</strong><br />
Reversen Transkription kann in Verbindung mit <strong>der</strong> PCR zur Analyse <strong>der</strong><br />
Expressionsmuster bestimmter Gene eingesetzt werden. cDNS dient zudem <strong>der</strong><br />
Erzeugung rekombinanter Proteine. In <strong>der</strong> vorliegenden Arbeit wurde die Omniscript<br />
Reverse Transcriptase (Fa. QIAgen®) mit Oligo-dT 15 Primern (Fa. Fermentas®)
37<br />
benutzt. Durch die Verwendung von Oligo-dT-Primern, die sich an die 3‘ terminale<br />
Poly(A)-Sequenz <strong>der</strong> reifen mRNS anlagern, wurde die Kopierung <strong>der</strong> vollständigen<br />
mRNS gewährleistet. Pro Reaktionsansatz hat sich <strong>der</strong> Einsatz von 2 µg Gesamt-<br />
RNS bewährt. Folgen<strong>des</strong> Reakionsgemisch wurde hergestellt:<br />
Reaktionslösung:<br />
1 µL Omniscript Reverse Transcriptase (Fa. Qiagen®)<br />
5 µL 10 x Puffer RT<br />
0,5 µL Oligo-dT 15 Primer (0,5 µg/µl, Fa. Fermentas®)<br />
0,5 µL Random-Hexamere-Primer (0,5 µg/µL, Fa. Fermentas®)<br />
4 µL dNTP-Mix (jeweils 2,5 mM, Fa. Qiagen®)<br />
x µL Gesamt-RNS<br />
ad 20 µL DEPC-Wasser (Fa. J.T. Baker®)<br />
Gesamtvolumen 20 µL<br />
Die DNS-Synthese fand in 1 Stunde bei 37°C im Thermocycler statt, woran sich die<br />
Denaturierung <strong>der</strong> Reversen Transkriptase bei 73°C für 10 Minuten und die<br />
Konservierung bei 4°C anschlossen. Folgte außerdem eine PCR-Reaktion mit <strong>der</strong><br />
synthetisierten cDNS als Matrize, so sprach man von einer Zweischritt-RT-PCR.<br />
Durch PCR mit spezifischen Primern für die cDNS <strong>des</strong> übiquitär exprimierten<br />
Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase(GAPDH)-Gens aus <strong>der</strong> Glykolyse<br />
wurde zuerst die Integrität <strong>des</strong> cDNS-Gemisches bewiesen (Housekeeping-Gen).<br />
Zugleich diente das GAPDH-Signal zur Bestätigung <strong>des</strong> Einsatzes gleicher Gesamt-<br />
RNS-Mengen in <strong>der</strong> RT-Reaktion und somit als Abgleich für die folgenden PCR-<br />
Experimente.<br />
6.5 Plasmide<br />
6.5.1 Verwendete Plasmide<br />
pGL4.17[luc2/Neo] Vector (Fa. Promega®): T/A-Cloning Vektor. Der Vektor enthält<br />
ein Luziferasereportergen und ein Selektionsmarkergen für Neomycin, die<br />
Neomycinphosphotransferase.
38<br />
StrataClone PCR Cloning Vector pSC-A-amp/kan (Fa. Strata Clone®): Basisvektor<br />
ohne Promotor zur Klonierung eines ausgewählten <strong>Promotors</strong>. Der Backbonevektor<br />
enthält Selektionsmarkergene für Kanamycin und Ampicillin sowie eine β-<br />
Galactosidase-α-Fragment-kodierende Sequenz (lacZ´).<br />
pAd-Track-CMV (über Addgene®): Rekombinantes Adenovirus mit enthaltenem grün<br />
floureszierendem Protein (GFP) für die Transfektion von Transgenen. Der<br />
Backbonevector enthält einen Selektionsmarker für Kanamycin.<br />
6.5.2 Analytische Plasmidpräparation<br />
Plasmide wurden aus kleinen Bakterienkulturen (4 mL) isoliert, um schnell einzelne<br />
transformierte Bakterienklone durch einen nachfolgenden Restriktionsenzymverdau<br />
<strong>der</strong> präparierten Plasmid-DNS überprüfen zu können.<br />
In ein Eppendorf-Reaktionsgefäß wurden 1,5 mL einer Escherichia-coli (E. coli)-<br />
Übernachtkultur überführt und 1 Minute bei 13000 x g zentrifugiert, um die Bakterien<br />
zu sedimentieren. Bis auf einen geringen Rest von 50 bis 100 µL, in dem das<br />
Bakterienpellet resuspendiert wurde, wurde <strong>der</strong> Überstandverworfen. Nach Zugabe<br />
von 300 µL TENS-Puffer wurde die Suspension 5 Sekunden geschüttelt sowie 5<br />
Minuten bei Raumtemperatur zur alkalischen Lyse <strong>der</strong> Bakterien inkubiert<br />
(BIRNBOIM u. DOLY, 1979). Es folgte die Zugabe von 150 µL 3 M<br />
Natriumacetatlösung, pH 5,2, woraufhin die Proben 5 Minuten geschüttelt und zur<br />
Fällung <strong>der</strong> Proteine und chromosomaler DNS 20 Minuten bei -20°C gekühlt wurden.<br />
Durch Zentrifugation für 10 Minuten bei 13000 x g und Raumtemperatur wurden die<br />
milchig-weißlichen Präzipitate pelletiert. In einem frischen Eppendorf-Reaktionsgefäß<br />
wurden 450 µL <strong>des</strong> Überstan<strong>des</strong> rasch mit 900 µL auf -20°C vorgekühltem<br />
100%igem Ethanol vermischt um die Plasmid-DNS zu fällen. Die präzipitierte<br />
Plasmid-DNS wurde durch Zentrifugation für 10 Minuten bei 13000 x g und 4°C<br />
pelletiert und anschließend 2 Mal mit 70%igem Ethanol gewaschen. Nach einer<br />
weiteren Zentrifugation unter gleichen Bedingungen wurde <strong>der</strong> Überstand<br />
abgenommen, das Plasmid-Pellet ca. 20 Minuten luftgetrocknet und anschließend in<br />
50 µL RNAse/TE-Puffer, pH 8,0, aufgenommen. Die erhaltene DNS wurde bei -20°C<br />
gelagert.
TENS-Puffer<br />
5 mL 1 M Tris-HCl, pH 8,0 (Fa. Carl Roth)<br />
1mL 0,5 M EDTA, pH 8,0 (Fa. Carl Roth)<br />
5 mL 10N NaOH (Fa. Merck)<br />
12,5 mL 20% SDS (Fa. Carl Roth)<br />
ad 500 mL H2O<br />
Gesamtvolumen: 500 mL<br />
39<br />
6.5.3 Präparation hochreiner Plasmid-DNS<br />
Um hochreine Plasmid-DNS für Sequenzanalysen zu erhalten wurde DNS aus<br />
Bakterienkulturen (4 mL) mit Hilfe <strong>des</strong> QIAprep® Spin Miniprep Kit (Fa. QIAgen®)<br />
isoliert, wobei die Herstellerangaben strikt befolgt wurden. Eine Analyse von<br />
Integrität und gegebenenfalls Insertgröße <strong>des</strong> Plasmids fand durch<br />
Restriktionsenzymspaltung und Agarosegelelektrophorese sowie anschließende<br />
Sequenzierung statt. Die DNS-Konzentration wurde photometrisch bestimmt. Die<br />
Plasmide wurden bis zur weiteren Verwendung bei -20°C gelagert.<br />
6.5.4 Maxi-Präparation<br />
Präparative Plasmidpräparationen wurden mit dem NucleoBond® Extra Maxi EF Kit<br />
(Fa. Macherey & Nagel®) nach dem Protokoll <strong>des</strong> Herstellers zur endotoxinfreien<br />
DNS-Präparation durchgeführt. Die Verwendung endotoxinfreier DNS erhöht bei<br />
Transfektionsexperimenten erheblich die Effizienz <strong>des</strong> Transfers. Die Ausbeute an<br />
Plasmid-DNS aus einer 250-mL-Übernachtkultur liegt bei dieser<br />
Aufarbeitungsmethode zwischen 100 und 1500 µg. Eine Analyse von Integrität und<br />
gegebenenfalls Insertgröße <strong>des</strong> Plasmids fand durch Restriktionsenzymverdau und<br />
Agarosegelelektrophorese statt. Die DNS-Konzentration wurde spektrophotometrisch<br />
bestimmt. Die Plasmide wurden bis zur weiteren Verwendung bei -20°C gelagert.
6.6 Ligation/Klonierung/Restriktion<br />
6.6.1 Ligation von DNS<br />
40<br />
Die Ligationstechnik dient <strong>der</strong> Verknüpfung homolog-kohäsiver Enden (sticky ends)<br />
von DNS-Fragmenten. In eukaryotischen Zellen ist die hier verwendete DNS-Ligase<br />
für die Reparatur aufgebrochener Phosphodiesterbindungen zuständig. Sie ligiert die<br />
5‘-Phosphat-Gruppe mit <strong>der</strong> 3‘-Hydroxy-Gruppe komplementärer Basenpaarstränge.<br />
Sie ist somit ein wichtiges Reparaturenzym. Bei Klonierungsexperimenten wird diese<br />
Eigenschaft dazu genutzt, DNS-Moleküle in vitro miteinan<strong>der</strong> zu verknüpfen. Die<br />
Ligation kohäsiver Enden erfolgte mit dem Quick Ligation Kit (Fa. Finnzymes®) nach<br />
Herstellerangaben o<strong>der</strong> über Nacht bei 16°C nach folgendem Ansatz:<br />
Reaktionslösung<br />
0,5 µg linearisiertes Plasmid<br />
5 µg Insert<br />
1 µL T4-DNA-Ligase (20.000 U/mL, Fa. NEB®)<br />
2 µL T4-DNA-Ligase-Puffer (10x, Fa. NEB®)<br />
ad 20 µL H2O<br />
Gesamtvolumen: 20 µL<br />
Die Lagerung fand bis zur weiteren Verwendung bei -20°C statt.<br />
6.6.2 T/A-Klonierung<br />
PCR-Produkte weisen 3’-Adenosin-Überhänge auf, die direkt mit modifizierten<br />
Thymin-Überhängen linearisierter Vektoren durch die Topoisomerase II verknüpft<br />
werden können (T/A-Klonierung). In dieser Arbeit wurde dazu das StrataClone PCR<br />
Cloning Kit (Fa. Stratagene®) eingesetzt, unter Verwendung von SoloPack<br />
Competent Cells und <strong>des</strong> Vektors pSC-A-amp/kan. Es wurde nach<br />
Herstellerangaben verfahren.
6.6.3 Spaltung von DNS durch Restriktionsendonukleasen<br />
41<br />
Zur Kontrolle <strong>der</strong> gewonnenen Plasmid-DNS wurde das jeweilige Plasmid mit<br />
spezifischen Restriktionsenzymen verdaut und die entstandenen Fragmente mittels<br />
Agarosegelelektrophorese aufgetrennt um ihre Größen zu bestimmen. Für den<br />
Verdau wurden alle Reaktionsreagenzien für 1 Stunde bei 37°C inkubiert. Die<br />
Auftrennung <strong>der</strong> Plasmidfragmente mittels Agarosegelektrophorese erfolgte wie oben<br />
beschrieben.<br />
Verwendete Restriktionsenzyme (alle Fa. NEB®):<br />
BglII, DpnI, EcoRI, EcoRV, FseI, KpnI, PacI, SmaI, XhoI<br />
Reaktionslösung:<br />
2 µg Plasmid-DNS<br />
0,25 µL je Restriktionsenzym<br />
1,2 µL NEB-X-Puffer (Fa. NEB®)<br />
1,2 µL 10 x BSA (Fa. NEB®)<br />
ad 20 µL H2O<br />
Gesamtvolumen: 20 µL<br />
6.7 Bakterien<br />
6.7.1 Verwendete Bakterienstämme<br />
Chemisch kompetente JM109 (JM109 Competent Cells, Fa. Stratagene®), die eine<br />
Transformationseffizienz von mehr als 1 x 10 9 Transformanden pro µg pUC18 DNS<br />
aufwiesen, dienten <strong>der</strong> Transformation von Ligationsansätzen bzw. <strong>der</strong><br />
Retransformation. Ultrakompetente Zellen <strong>des</strong> Stammes DH5α (BP5α Competent<br />
Cells, Fa. BioPioneer Inc®) wurden zur chemischen Transformation von Plasmiden<br />
verwendet. Sie bilden mehr als 1 x 10 9 Transformanden pro µg pUC19 DNS.<br />
Ultrakompetente Zellen <strong>des</strong> Stammes SoloPack (SoloPack Competent Cells, Fa.<br />
Stratagene®), die eine Transformationseffizienz von mehr als 1 × 10 8<br />
Transformanden pro µg pUC18 DNS aufwiesen, wurden zur Transformation von<br />
Ligationsansätzen aus dem StrataClone PCR Cloning Kit (Fa. Stratagene®)<br />
verwendet. Ultrakompetente Zellen <strong>des</strong> E.-Coli-Stammes XL10-Gold Kan(R) (Fa.
42<br />
Stratagene®) mit einer Transformationseffizienz von 5 × 10 9 cfu/mg pUC18 DNS<br />
wurden zur chemischen Transformation von Plasmiden verwendet. Diese Zellen<br />
enthalten ein F‘-Episom, das ein Kanamycinresistenzgen trägt.<br />
Endotypen <strong>der</strong> benutzten Bakterienstämme:<br />
JM109 e14-(McrA-) recA1 endA1 gyrA96 thi-1 hsdR17 (rK-mK+) supE44 relA1<br />
∆(lac-proAB) [F´ traD36 proAB lacIqZ∆M15]<br />
BP5α F’/endA1 hsdR17(rK-mK+)supE44 thi-1 recA1 gyrA (Nalr) relA1<br />
D(laclZYA-argF)U169 deoR (F80dlacD(lacZ)M15)<br />
SoloPack Tetr ∆(mcrA)183 ∆(mcrCB-hsdSMR-mrr)173 endA1 supE44 thi-1 recA1<br />
gyrA96 relA1 lac Hte [F´ proAB lacIqZ∆M15 Tn10 (Tetr) Amy Camr]<br />
XL10-Gold Tetr∆ (mcrA)183 ∆(mcrCB-hsdSMR-mrr)173 endA1 supE44 thi-1 recA1<br />
gyrA96 relA1 lac Hte[F’ proAB lacIqZ∆M15 Tn10 (Tetr) Amy Camr]<br />
6.7.2 Transformation von Plasmiden in E. coli<br />
Auf Eis wurden 50 µL chemisch-kompetenter Bakterien aufgetaut. Nur die XL10-<br />
Gold-Zellen wurden mit 4 µL β-Mercaptoethanol (BME) gemischt und 10 Minuten auf<br />
Eis inkubiert. Nach einer Studie von BANNAI (1992) verbessert BME das<br />
Zellwachstum, da es sich um ein stark reduzieren<strong>des</strong> Agenz handelt, das die<br />
Oxidation von Cystein zu Cystin verhin<strong>der</strong>t, sodass diese Aminosäure besser von<br />
den Zellen aufgenommen werden kann. Anschließend erfolgte bei allen Zelltypen die<br />
Zugabe von 10 bis 20 ng zirkulärer Plasmid-DNS o<strong>der</strong> <strong>der</strong> Hälfte eines<br />
Ligationsansatzes und eine 30-minütige Inkubation auf Eis, während <strong>der</strong> sich die<br />
DNS an die Zellen anlagerte. Daraufhin wurden die Bakterien für 30 Sekunden einem<br />
Hitzeschock von 42°C ausgesetzt, um durch eine Ausdehnung <strong>der</strong> Zellwände die<br />
Einschleusung von DNS in die Zelle zu ermöglichen. Es folgte ein Abschrecken auf<br />
Eis für 2 Minuten, sodass sich die erweiterten Zellwände wie<strong>der</strong> in ihren<br />
Ausgangszustand zusammenziehen konnten. Der Ansatz wurde mit 200 µL<br />
vorgewärmten SOC-Medium (Fa. Invitrogen®) versetzt und eine Stunde bei 37°C<br />
und 225 rpm im Thermoschüttler inkubiert. So konnten sich die Zellen regenerieren<br />
und beginnen, das eingeschleuste Resistenzgen zu exprimieren. Jeweils 25 µL, 75<br />
µL und 150 µL <strong>des</strong> Transformationsansatzes wurden auf einer Agarplatte, welche 2<br />
µg/mL Carbenicellin (Fa. Applichem®) als Selektionsmarker enthielt, ausgestrichen.<br />
Die Agarplatten wurden über Nacht im Brutschrank bei 37°C bebrütet. Nur
43<br />
selektionsmarkerhaltige Zellen konnten auf dem antibiotikahaltigen Nährmedium<br />
wachsen.<br />
6.7.3 Blau-Weiß-Selektion<br />
Um nach <strong>der</strong> T/A-Ligationsreaktion und <strong>der</strong> Transformation in kompetente Zellen<br />
Bakterienkolonien mit Insertion im Plasmid zu detektieren, war ein weiteres<br />
Selektionsverfahren nötig. Die Bakterien konnten die vom Plasmid kodierte β-<br />
Galaktosidase erzeugen, durch die X-Gal in ein blaues Indigo<strong>der</strong>ivat umgesetzt<br />
wurde. Bei Bakterienkolonien mit Insertion fand keine Transkription <strong>des</strong> β-<br />
Galaktosidasegens statt, sodass nur solche Bakterienkolonien weiß blieben, in die<br />
ein Plasmid mit Insert transformiert wurde. Hierzu wurde die Blau-Weiß-Selektion<br />
angewendet, zu <strong>der</strong> folgende Lösung benötigt wurde:<br />
40 mg/mL X-Gal-Lösung: 400 mg 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-D-galaktopyranosid<br />
(X-Gal, Fa. Sigma-Aldrich®) wurden in 10 mL Dimethylformamid (Fa. ICN<br />
Biomedicals®) gelöst und bei -20°C gelagert.<br />
Die Lösung wurde auf Carbenicillin-haltige Luria-Bertani-Broth-Agarose-Platten<br />
aufgetragen und die zu kontrollierenden Zellen darauf ausgestrichen.<br />
6.7.4 Kultivierung von E. coli<br />
Zur Vermehrung von E. coli wurden Luria-Bertani-Broth-Medium (LB-Medium Lennox,<br />
Fa. Carl Roth®) als flüssige Nährlösung und LB-Agarplatten (je versetzt mit 0,2<br />
µg/mL Carbenicillin-Natrium) verwendet. Die über Nacht auf den bebrüteten Platten<br />
gewachsenen – bei <strong>der</strong> blau-weiß-Selektion weißen – Bakterienkolonien wurden mit<br />
Hilfe einer Pipettenspitze von <strong>der</strong> Platte in Flüssigmedium überführt und über Nacht<br />
bei 37°C und 225 rpm im Schüttelinkubator angezüchtet. Die Plasmidaufreinigung<br />
aus diesen Bakterienzellkulturen erfolgte wie beschrieben.<br />
LB-Medium: 20 g LB-Medium wurden in 1000 mL <strong>des</strong>tilliertem Wasser aufgelöst und<br />
autoklaviert. Unmittelbar vor Inkulturnahme <strong>der</strong> Bakterien erfolgte die Zugabe von 0,2<br />
µg Carbenicellin/mL LB (100 mg Carbenicellin-Natrium/mL, Fa. Serva®).<br />
LB-Agarplatten: 1 L LB-Medium wurde mit 100 mg Agar-Agar (Fa. Carl Roth®)<br />
versehen und autoklaviert. Zur Selektion plasmidpositiver Klone wurde 2 mL<br />
Carbenicellin-Lösung (100 mg Carbenicellin-Natrium/mL, Fa. Serva®) nach
44<br />
Abkühlung auf unter 60°C zugefügt, sodass eine Endkonzentration von 0,2 mg<br />
Antibiotikum/mL LB entstand. Nach dem Ausgießen in Petrischalen und dem<br />
Auskühlen wurden die Platten bis zur weiteren Verwendung bei 4°C gelagert.<br />
6.8 Zellkultur<br />
6.8.1 Verwendete Zelllinien<br />
NIH3T3: Der Herstellung transient transfizierter Zellen dienten murine embryonale<br />
Fibroblasten (MEF) <strong>der</strong> Zelllinie NIH3T3 (ATCC: CRL-1658), die mit ausreichen<strong>der</strong><br />
Effizienz transfiziert werden konnten. Die Fibroblasten wurden aus Embryonen <strong>des</strong><br />
<strong>Maus</strong>stammes NIH/Swiss gewonnen. Laut Hersteller wurden die Zellen negativ auf<br />
Ectromelieviren getestet und reagierten sehr sensitiv auf Leukämie- und<br />
Sarkomavirusinfektionen.<br />
RAW264.7: Zur Herstellung stabil und transient transfizierter Zellen wurden murine<br />
Makrophagen <strong>der</strong> Zelllinie RAW264.7 (ATCC: TIB-71) verwendet. Auch sie konnten<br />
mit ausreichen<strong>der</strong> Effizienz transfiziert werden. Diese Makrophagenzellinie wurde<br />
aus einem Tumor <strong>des</strong> BALB/c-<strong>Maus</strong>-Stammes gewonnen, <strong>der</strong> durch das Murine<br />
Leukämievirus hervorgerufen wurde. Sie war laut Hersteller negativ auf die<br />
Oberflächenimmunglobuline Ia und Thy-1.2 getestet. Außerdem sezernierten sie<br />
keine nachweisbaren Viruspartikel.<br />
6.8.2 Allgemeine Zellkulturverfahren<br />
Folgende Medien, Puffer und Zusätze wurden für die Zellkultur verwendet:<br />
Dulbecco´s MEM (Modified Eagles Medium, Fa. Invitrogen®)<br />
Dulbecco’s MEM mit Glutamax-I (enthält L-Alanyl-L-Glutamine, Natriumpyruvat, 4,5<br />
g/L Glukose und Pyridoxine, Fa. Invitrogen®)<br />
PBS (w/o Calcium und Magnesium, Fa. Invitrogen®)<br />
Penicillin/ Streptomycin 10000 µg/mL (Fa. Biochrom®)<br />
Dimethylsulfoxid (DMSO, Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
Endotoxinfreies Fetales Kälberserum (FCS EF, Fa. PAA®)
Trypsin/EDTA-Lösung (in PBS w/o Ca2+, Mg2+, Fa. Biochrom®)<br />
Zellkullturmedium NIH3T3-Zellen:<br />
500 mL Dulbecco’s MEM mit Glutamax-I<br />
50 mL FCS EF (Fa. PAA®)<br />
45<br />
10 mL Penicillin/Streptomycin (Fa. Biochrom®)<br />
Zellkulturmedium RAW264.7-Zellen:<br />
500 mL Dulbecco’s MEM<br />
50 mL FCS EF (Fa. PAA®)<br />
10 mL Penicillin/Streptomycin (Fa. Biochrom®)<br />
NIH3T3-Zellen wurden in 250 mL Zellkulturflaschen mit 20 mL Zellkulturmedium bei<br />
37°C und 5% CO2 kultiviert. Konfluenz war strikt zu vermeiden, da die Zellen sonst<br />
unerwünschte Differenzierungsprozesse begannen. Alle 3 Tage o<strong>der</strong> bei Erreichen<br />
einer Konfluenz <strong>des</strong> Zellrasens von maximal 50% wurde das Medium abgesaugt, die<br />
Zellen mit PBS gewaschen, anschließend trypsiniert und im Verhältnis 1:10 in 250<br />
mL Zellkulturflaschen ausgesäht.<br />
RAW264.7-Zellen wurden in 250 mL Zellkulturflaschen mit 20 mL Zellkulturmedium<br />
bei 37°C und 5% CO2 kultiviert. Alle 2 Tag o<strong>der</strong> bei einer Konfluenz von 70% wurde<br />
das Medium abgesaugt, die Zellen mit PBS gewaschen und anschließend mit einem<br />
Zellschaber vom Flaschenboden gelöst. Die Zellen wurden in Zellkulturmedium<br />
resuspendiert und im Verhältnis 1:3 bis 1:6 in 250 mL Zellkulturflaschen ausgesäht.<br />
6.8.3 Kryokonservierung von Zellen<br />
Einfriermedium wurde durch die Zugabe von 10% FCS EF und 10% Dimethyl<br />
Sulfoxid (DMSO, Fa. Sigma-Aldrich®) zum Zellkulturmedium hergestellt. Das<br />
Zellkulturmedium wurde von den Zellen abgesaugt und die Zellen mit 5 mL PBS<br />
gewaschen. Anschließend wurden sie mit Trypsin/EDTA (0,25%, Fa. Invitrogen®)<br />
von den Zellkulturflaschen gelöst und durch Zentrifugation bei 1000 rpm für 6<br />
Minuten bei 4°C sedimentiert. Das Zellpellet wurde im Einfriermedium resuspendiert,
46<br />
in Kryoröhrchen überführt und bei -80°C langsam vorgefroren. Nach etwa 48<br />
Stunden wurden die Zellen zur langfristigen Lagerung in flüssigen Stickstoff überführt.<br />
6.8.4 Auftauen von Zellen<br />
Die dem Stickstofftank entnommenen Zellen wurden rasch bei 37°C im Wasserbad<br />
aufgetaut. Die Zellen wurden umgehend mit 50 mL Zellkulturmedium verdünnt und<br />
bei 4°C 6 Minuten bei 1000 rpm sedimentiert, um das bei höheren Temperaturen<br />
zytotoxische Frostschutzmittel DMSO aus den Zellen auszuwaschen. Der Überstand<br />
wurde verworfen und die Zellen in 20 mL Kulturmedium resuspendiert. Anschließend<br />
wurden sie in Zellkulturflaschen überführt und bei 37°C und 5% CO2 kultiviert.<br />
6.8.5 Transfektion<br />
Die Transfektionen <strong>der</strong> Zellen erfolgten mit verschiedenen Reagenzien. Je<br />
Transfektionsansatz wurden 4,5 µg Reporter-Plasmid-DNS und 0,5 µg CMV-β-<br />
Galaktosidasevektor kotransfiziert.<br />
6.8.5.1 Transfektion <strong>der</strong> murinen Embryonalen Fibroblasten NIH3T3 mit<br />
PolyFect Transfection Reagent<br />
Für die Einschleusung von Plasmid-DNS in murine Zellen bedarf es eines speziellen<br />
Reagenz’. In dieser Arbeit wurde das Polyfect® Transfection Reagent zur stabilen<br />
Transfektion von NIH3T3-Zellen verwendet. Durch rezeptorvermittelte Endozytose<br />
(transmembrane Asialoglykoproteine) gelangte <strong>der</strong> Polyfect-DNS-Komplex als<br />
Endosom in die Zelle und wurden in den Kern transportiert.<br />
Die NIH3T3-Zellen wurden am Tag vor <strong>der</strong> Transfektion in 6-cm-Durchmesser-<br />
Schalen in einer Konzentration von 4 x 10 5 Zellen pro Schale ausgesäht, mit 5 mL<br />
Zellkulturmedium versehen und bei 37°C sowie 5% CO2 kultiviert. Die Zellen wurden<br />
30 Minuten vor Transfektionsbeginn mit 4 mL PBS gewaschen und mit frischem<br />
Zellkulturmedium versorgt. Zur Transfektion wurden pro Flasche 5 µg linearisierte<br />
DNS mit 150 µL Dulbecco’s MEM mit Glutamax-I verdünnt und anschließend mit 15<br />
µL Polyfect versetzt und gemischt. Zur Bildung <strong>der</strong> Polyfect-DNS-Komplexe folgte<br />
eine 10-minütige Inkubation bei Raumtemperatur, an <strong>der</strong>en Ende 1 mL<br />
Zellkulturmedium mit den Polyfect-DNS-Komplexen vermischt wurde. Das<br />
Zellkulturmedium <strong>der</strong> NIH3T3-Zellen wurde mit dieser Suspension supplementiert.<br />
Nach 24 Stunden Inkubation bei 37°C und 5% CO2 wurde mit <strong>der</strong> Antibiotikaselektion<br />
begonnen, um nicht transfizierte Zellen zu eliminieren.
47<br />
6.8.5.2 Transfektion <strong>der</strong> murinen Makrophagenzellen RAW264.7<br />
Für die Einschleusung von Plasmid-DNS in murine Makrophagenzellen sind spezielle<br />
Transfektionsreagenzien notwendig. In dieser Arbeit kamen verschiedene<br />
Reagenzien zur Anwendung. Die Versuche wurden letztendlich mit dem<br />
XtremeGene® HP DNA Transfection Reagent (Fa. Roche®) durchgeführt.<br />
Die RAW264.7-Zellen wurden am Tag vor <strong>der</strong> Transfektion in 6-cm-Durchmesser-<br />
Schalen in einer Konzentration von 4 x 10 6 Zellen pro Schale in 5 mL<br />
Zellkulturmedium bei 37°C und 5% CO2 kultiviert. Die Zellen wurden 30 Minuten vor<br />
Transfektionsbeginn mit 4 mL PBS gewaschen und mit frischem Zellkulturmedium<br />
versehen. Die Transfektionsreagenzien XtremeGene® HP DNA Transfection<br />
Reagent, XtremeGene® 9 DNA Transfection Reagent und Fugene® HD Transfection<br />
Reagent (alle Fa. Roche®) funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Die Reagenzien<br />
setzten sich aus Lipiden, Ethanol und an<strong>der</strong>en Komponenten zusammen. Der<br />
Lipidkomplex band die zugefügte DNS neutral und <strong>der</strong> entstandene Komplex lagerte<br />
sich an die Zellwand an, sodass die Zelle ihn mittels Endozytose als Endosom<br />
aufnehmen konnte. Das Endosom wurde in den Zellkern transportiert, wo es zur<br />
Freisetzung <strong>der</strong> DNS kam. Die Transfektionen mit den verschiedenen Reagenzien<br />
verliefen wie folgt:<br />
6.8.5.2.1 Transfektion mit Fugene® HD Transfection Reagent<br />
Mit 10 µL Plasmid-DNS wurden 25 µL Transfektionsreagenz und 465 µL Wasser<br />
gemischt und 30 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Das Gemisch wurde<br />
anschließend auf die Zellen gegeben und diese vor dem Ernten 24 Stunden inkubiert.<br />
6.8.5.2.2 Transfektion mit XtremeGene® HP DNA Transfection Reagent<br />
Mit 5 µg <strong>der</strong> zu transfizierenden Plasmid-DNS wurden 500 µL DMEM gemischt, 20<br />
µL Transfektionsreagenz versehen und 15 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.<br />
Anschließend wurde die Mischung vor <strong>der</strong> 48-stündigen Inkubation zu den Zellen<br />
gegeben und die Schale 30 Sekunden geschwenkt. Es folgte das Ernten <strong>der</strong> Zellen.<br />
6.8.5.2.3 Transfektion mit XtremeGene® 9 DNA Transfection Reagent<br />
Mit 5 µg <strong>der</strong> zu transfizierenden Plasmid-DNS wurden 500 µL DMEM gemischt, 30<br />
µL Transfektionsreagenz versehen und 15 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.<br />
Die Mischung wurde zu den Zellen gegeben und die Schale 30 Sekunden<br />
geschwenkt. Nach 48 Stunden Inkubationszeit folgte das Ernten <strong>der</strong> Zellen.<br />
6.8.5.2.4 Transfektion mit Superfect® Transfection Reagent<br />
Das Transfektionsreagenz bestand aus einem aktiven Dendrimermolekül, von<br />
<strong>des</strong>sen zentraler Bindungsstelle aus positiv geladene Aminogruppen hervorragten,<br />
die mit den negativ geladenen Phosphatgruppen von Aminosäuren interagierten und<br />
Komplexe bildeten. Diese neutralen Komplexe lagerten sich an die Zellwand an und<br />
wurden von <strong>der</strong> Zelle mittels Endozytose aufgenommen. Die daraus resultierenden
48<br />
Endosomen wurden in den Zellkern transportiert, wo die enthaltene DNS freigesetzt<br />
wurde.<br />
Mit 5 µg <strong>der</strong> zu transfizierenden Plasmid-DNS wurden 145 µL DMEM gemischt, mit<br />
30 µL Transfektionsreagenz versehen und 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert.<br />
Zu dem Komplex wurde 1 mL Vollmedium gegeben, gemischt und das Gemisch<br />
sofort auf die Zellen appliziert. Die Schale wurde 3 Stunden im Brutschrank inkubiert,<br />
bevor <strong>der</strong> Überstand abgenommen und die Zellen einmal mit 4 mL PBS gewaschen<br />
wurden. Anschließend wurden die Zellen mit frischem Vollmedium versorgt und<br />
weitere 48 Stunden unter Zellkulturbedingungen inkubiert bevor sie geerntet wurden.<br />
6.8.5.2.5 Transfektion mit Targefect® RAW und Virofect®<br />
Targefect® war ein lipidbasiertes Transfektionsreagenz, bei dem ein neutraler DNS-<br />
Lipid-Komplex entstand, <strong>der</strong> sich an die Zellwand anlagerte und mittels Endozytose<br />
von <strong>der</strong> Zelle als Endosom aufgenommen wurde. Das Endosom gelangte in den<br />
Zellkern, wo die enthaltene DNS freigesetzt wurde. Bei Virofect® handelte es sich<br />
um ein replikationsdefizientes Adenovirus, das in Verbindung mit Targefect®<br />
unterstützend eingesetzt wurde. Das Virus band an die Adenovirusrezeptoren <strong>der</strong><br />
Zelloberfläche und verstärkte so die Endozytose von Transfektionsreagenz-DNS-<br />
Komplexen durch die Zelle. Außerdem wurde die lysosomale Degradation <strong>der</strong><br />
Komplexe verhin<strong>der</strong>t.<br />
Mit 30 µg <strong>der</strong> zu transfizierenden Plasmid-DNS wurden 60 µL Targefect® und 120 µL<br />
Virofect® sowie 3 mL DMEM Glutamax gemischt und 20 Minuten bei 37°C inkubiert.<br />
Die Mischung wurde auf die zu transfizierenden Zellen gegeben und diese<br />
anschließend 24 Stunden unter Zellkulturbedingungen inkubiert. Es folgte das Ernten<br />
<strong>der</strong> Zellen.<br />
6.8.6 Etablierung stabil transfizierter Zellen<br />
Stabil transfizierte Zelllinien zeichnen sich durch die dauerhafte Integration eines<br />
Plasmids in das Genom <strong>der</strong> Zellen aus. Im Rahmen dieser Arbeit wurden durch<br />
Transfektion linearisierte Plasmide, die eine zusätzliche Resistenz gegen das<br />
Antibiotikum Geneticin (G418, Fa. Sigma-Aldrich®) vermitteln, in RAW264.7-Zellen<br />
eingeschleust. Es schloss sich eine Antibiotikabehandlung für 10 Tage an, die nichtrekombinante<br />
Zellen eliminierte. In dieser Arbeit wurde 1 Tag nach <strong>der</strong> Transfektion<br />
mit <strong>der</strong> Selektion begonnen und die Zellen mit 400 µg G418/mL Zellkulturmedium<br />
versehen. Alle 2 Tage wurde das Medium abgenommen und die Zellen mit PBS (Fa.<br />
Invitrogen®) gewaschen, um abgestorbene Zellen zu eliminieren. Anschließend<br />
wurde neues Medium mit G418 supplementiert und auf die Zellen gegeben. Die
49<br />
überlebenden Zellen, die durch Integration <strong>des</strong> Plasmids resistent gegen das<br />
Antibiotikum waren, wurden mittels PCR und Reverse Transcription PCR (RT-PCR)<br />
analysiert. Den Zellkulturmedien wurde ständig das entsprechende Antibiotikum<br />
zugefügt, sodass <strong>der</strong> fortgesetzte Selektionsdruck eine Deletion <strong>des</strong> integrierten<br />
Plasmid verhin<strong>der</strong>te.<br />
6.8.7 Luziferase-Analyse<br />
Von dem wie bei <strong>der</strong> β-Galaktosidase-Analyse beschrieben geernteten Zellextrakt<br />
wurden 20 µL in einer weißen 96-well-Platte vorgelegt. Das Extrakt wurde zunächst<br />
mit 120 µL Messpuffer versehen und geschüttelt. Direkt vor <strong>der</strong> Messung wurden 40<br />
µL D-Luziferin-Natriumsalz-Lösung (Fa. Applichem®) zugegeben und erneut<br />
geschüttelt. Infolge <strong>der</strong> Transfektion <strong>des</strong> Luziferase-Reporterplasmids pGL4.17 in die<br />
Zellen produzierten sie das Enzym Luziferase. Diese Luziferase sorgte unter<br />
Anwesenheit von Sauerstoff für die Umsetzung von Luziferin in instabile Dioxetane.<br />
Die Dioxetane oxidierten, was zur Lichtemission führte. Diese Biolumineszenz war<br />
bei 450 nm im ELISA-Rea<strong>der</strong> messbar. Sowohl die Zugabe <strong>des</strong> Messpuffers als<br />
auch <strong>des</strong> D-Luziferin-Natriumsalzes sowie das anschließende Schwenken erfolgten<br />
durch 2 Injektoreinheiten <strong>des</strong> ELISA-Rea<strong>der</strong>s sowie den ELISA-Rea<strong>der</strong> selbst.<br />
Luziferase-Messpuffer:<br />
1,65 g Glycylglycin (Fa. Carl Roth®)<br />
15 mL von 1 M Magnesiumsulfat (Fa. Merck®)<br />
ad 500 mL H2O<br />
frisch zugeben:<br />
25 mL von 100 mM ATP (Fa.Carl Roth®)-Stock<br />
Gesamtvolumen: 500 mL<br />
ATP (Adenosintriphosphat) Stock: 100 mM ATP (Fa. Carl Roth®) in 200 mM Tris-<br />
Base, 1g/18,14 mL; die Lösung wurde aliquotiert und bis zur Verwendung bei -20°C<br />
gelagert.
6.8.8 β-Galaktosidase-Analyse<br />
50<br />
Die Kotransfektion <strong>des</strong> β-Galaktosidase-Expressionsvektors diente aufgrund <strong>der</strong><br />
starken, vom Cytomegalievirus (CMV) Promotor abhängigen Expression <strong>des</strong> β-<br />
Galaktosidase-Gens als Kontrolle <strong>der</strong> Transfektionseffizienz und somit als<br />
Korrekturgröße für durch Transfektionsexperimente gewonnene Ergebnisse. Die<br />
Aktivität <strong>der</strong> β-Galaktosidase konnte in Zellextrakten mit geeigneten Substraten in<br />
einer Farbreaktion spektrophotometrisch schnell und einfach nachgewiesen sowie<br />
quantifiziert werden.<br />
Pro Transfektionsansatz wurde 4,5 µg Reporter-Plasmid-DNS und 0,5 µg CMV-β-<br />
Galaktosidasevektor zugesetzt. Die Zellen wurden 48 Stunden nach <strong>der</strong> Transfektion<br />
zweimal mit PBS gewaschen, anschließend mit 350 µL 1 x Extraktionspuffer für 10<br />
Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Daraufhin wurde das Zelllysat abgeschabt<br />
und 5 Minuten in <strong>der</strong> Tischzentrifuge bei 13000 rpm zentrifugiert. Der Überstand<br />
wurde in ein neues Reaktionsgefäß überführt und bis zur Messung seiner Aktivität<br />
auf Eis gelagert. 10 µL <strong>der</strong> Zellextrakte wurden mit 100 µL Assaypuffer in einer<br />
transparenten 96-well-Platte bis zu einer leichten Gelbfärbung bei 37°C im Dunkeln<br />
inkubiert. Nach dem Abstoppen <strong>der</strong> Reaktion durch Zugabe von 50 µL 1 M<br />
Natriumhydrogencarbonat, was zur Intensivierung <strong>der</strong> Gelbfärbung führte, wurde die<br />
Färbung mit 405 nm im Photometer gegen einen Leerwert (pGL4.17-transfizierte<br />
Kontrolle) gemessen. Der lineare Bereich reichte von 0,2 bis 0,8 OD405.<br />
5 x Extraktionspuffer:<br />
12,5 mL 1 M Tris/Phosphat (pH 7,8 mit H3PO4, Fa. Merck®)<br />
2 mL 0,5 M Ethylendiamintetraacetat (EDTA), pH 8,0 (Fa. Carl Roth®)<br />
50 mL 100% Glycerol (Fa. Merck®)<br />
5 mL Triton X-100 (Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
ad 100 mL H20<br />
frisch zufügen:<br />
2 µL/mL 1 M Dithiotreitol(DTT)-Lösung (Fa. Carl Roth®)<br />
Gesamtvolumen: 100 mL
Analysepuffer:<br />
10,7 g Na2PO4 x 2 H2O (Fa. Merck®)<br />
5,4 g NaH2PO4 x H2O (Fa. Merck®)<br />
10 mL 1 M KCl-Lösung (Fa. Merck®)<br />
1 mL 1 M MgSO4-Lösung (Fa. Merck®)<br />
ad 1 L H2O<br />
frisch zugeben:<br />
2 µL/mL 1 M DTT-Lösung (Fa. Carl Roth®)<br />
1 mg/mL ONPG (Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
Gesamtvolumen: 1 L<br />
1 M KCl-Lösung: 7,65 g KCL (Fa. Merck®) in 100 mL <strong>des</strong>t. H2O<br />
1 M MgSO4-Lösung: 24,7 g MgSO4 x 5 H2O (Fa. Merck®) in 100 mL <strong>des</strong>t. H2O<br />
1 M Natriumcarbonat-Lösung: 106 g Na2CO3 (Fa. Merck®) in 1 L <strong>des</strong>t. H2O<br />
51<br />
D-Luziferin-Natriumsalz (Fa. Applichem®)<br />
6.8.9 LPS-Stimulation <strong>der</strong> Zellen<br />
Für die LPS-Stimulation (LPS, Fa. Sigma-Aldrich®) wurden 4 x 10 5 NIH3T3-Zellen<br />
und 4 x 10 6 RAW264.7-Zellen in Zellkulturschalen mit 10 cm Durchmesser ausgesäht.<br />
Mit einer wässrigen LPS-Lösung (2 mg/mL) wurden sie 24 Stunden später versehen,<br />
sodass die Endkonzentration von 0,1 ng/mL Zellkulturmedium erreicht wurde. Die<br />
Proteine wurden 12 Stunden nach Beginn <strong>der</strong> Stimulation wie oben beschrieben<br />
geerntet.
6.9 Proteine<br />
52<br />
6.9.1 Isolierung von Proteinen aus Zellen<br />
Um vergleichbare Bedingungen für Proteinassays zu schaffen, wurden 5 x 10 5 Zellen<br />
in 6-cm-Zellkulturschalen ausgesäht und mit 3 ml Vollmedium supplementiert. Alle<br />
folgenden Schritte zur Ernte und Präparation von Gesamtzellextrakten fanden auf Eis<br />
bzw. gekühlt statt, um die Degradation <strong>der</strong> Proteine zu minimieren. Das<br />
Zellkulturmedium wurde abgesaugt und die Zellen zweimal mit 3 mL eisgekühltem<br />
PBS gewaschen. In 200 µl NP-40-Puffer fand die Lyse <strong>der</strong> Zellen bei 4°C für 10<br />
Minuten unter ständigem Schütteln statt. Anschließend wurden die Zellen auf Eis mit<br />
einem Zellschaber vom Schalenboden gelöst und in ein vorgekühltes Eppendorf-<br />
Reaktionsgefäße überführt, in dem Zelldebris durch 5-minütige Zentrifugation bei 4°C<br />
pelletiert wurde. Nach Überführung <strong>der</strong> Überstände in frische Eppendorf-<br />
Reaktionsgefäße folgte die Bestimmung <strong>des</strong> Proteingehaltes nach Bradford<br />
(BRADFORD et al., 1976). Es schloss sich die Vorbereitung <strong>der</strong> Proben für die<br />
Sodiumdodecylsulfat-Polyacrylamidgelelektrophorese (siehe 6.9.3) an. Die<br />
Proteinlysate wurden in flüssigem Stickstoff schockgefroren und bei -80°C gelagert.<br />
NP-40-Puffer:<br />
25 ml 1 M Tris-HCl, pH 7,5 (Fa. Carl Roth®)<br />
15 ml 5 M NaCl (Fa. J.T. Baker®)<br />
2,5 ml Nonidet P-40 (NP-40, Fa, Sigma-Aldrich®)<br />
1,05 g Natriumfluorid (Fa.Merck®)<br />
ad 500 mL H20<br />
Gesamtvolumen: 500 mL<br />
frisch zuzufügen (zu 10 mL <strong>des</strong> NP-40-Puffers):<br />
100 µl 100 mM Natriumvanadat (Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
10 µl 1 M DTT (Fa. Carl Roth®)<br />
100 µl 100 mM PMSF-Lösung (Fa. Carl Roth®)<br />
1 Complete Mini Tablette (Protease-Inhibitor-Cocktail, Fa. Roche®)<br />
Gesamtvolumen: 10 mL
1 M DTT-Lösung: 1,54 g DTT (Fa. Sigma-Aldrich®) in 10 mL <strong>des</strong>t. H2O, in 1-mL-<br />
Aliquots bei -20°C lagern<br />
53<br />
100 mM PMSF-Lösung: 174 mg PMSF (Fa. Sigma-Aldrich®), in 10 mL 100%igem<br />
Isopropanol, in 1-mL-Aliquots bei -20°C lagern<br />
100 mM Natriumvanadat-Lösung: 122 mg NaV03 (Fa. Merck®) in 10 mL <strong>des</strong>t. H2O,<br />
bei 4°C lagern<br />
6.9.2 Proteinbestimmung nach Bradford (BRADFORD et al., 1976)<br />
Die Proteinanalyse basierte auf <strong>der</strong> Verän<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> Farbabsorption <strong>des</strong> Farbstoffes<br />
Coomassie Brilliant Blue G-250, die nach Bindung an Proteine erfolgte. Die<br />
Proteinkonzentrationen <strong>der</strong> Extrakte aus <strong>der</strong> Zellkultur wurden durch dieses<br />
Verfahren ermittelt. 3 µl <strong>der</strong> Extrakte wurden mit 797 µl Wasser vermischt und mit<br />
200 µl Biorad-Dye-Reagent-Concentrate (Fa. Biorad®) versetzt. Die Proben wurden<br />
mit dem Vortexer gut durchmischt und 10 Minuten bei Raumtemperatur inkubiert. Die<br />
Blaufärbung <strong>der</strong> Probe wurde bei 595 nm im Spektralphotometer gemessen und die<br />
Proteinkonzentration über eine Bovines-Serum-Albumin (BSA, Fa. NEB®)-Eichreihe<br />
(1 bis 20 µg) berechnet.<br />
6.9.3 Sodiumdodecylsulfat-Polyacrylamid-Gelelektrophorese (SDS-PAGE )<br />
Die Proteine wurden in SDS-Probenpuffer denaturiert und in Polyanionen überführt.<br />
Die Auftrennung <strong>der</strong> Proteine erfolgte durch Elektrophorese in denaturierenden SDS-<br />
Gelen aufgrund ihrer unterschiedlichen Molekulargewichte (LAEMMLI, 1970). Sie<br />
wurden durch Coomassie-Färbung als Proteinbanden dargestellt. Die Größe <strong>der</strong><br />
Proteine wurde im Vergleich mit einem definierten Molekulargewichtsstandard<br />
bestimmt.<br />
Mit Wasser wurden 10 µg Proteinlösung auf ein einheitliches Volumen aufgefüllt, mit<br />
5 x Probenauftragspuffer versetzt und bei 95°C 10 Minuten aufgekocht. Die Ansätze<br />
sowie 10 µl eines Molekulargewichtstandards (Prestained SDS-PAGE Standards,<br />
Low Range, Fa. Biorad®) wurden auf ein 12,5%iges SDS-Gel aufgetragen. Die<br />
Auftrennung erfolgte bei 30 mA solange, bis die blaue Bromphenolblau-Lauffront die<br />
untere Gelkante erreicht hatte. Folgende Verbindungen und Lösungen wurden<br />
benötigt:<br />
TEMED (N,N,N‘,N‘-Tetramethylethylendiamin, Fa. Sigma-Aldrich®)
Rotiphorese Gel 30 (Fa. Carl Roth®): 30% Acrylamid, 0,8% Bisacrylamid<br />
54<br />
1,5 M Tris-HCl, pH 8,8: 90,8 g Tris (Fa. Carl Roth®) in 0,5 mL <strong>des</strong>t. H2O, pH 8,8 mit<br />
1 N HCl einstellen<br />
0,5 M Tris-HCl, pH 6,8: 30,3 g Tris (Fa. Carl Roth®) in 0,5 mL <strong>des</strong>t. H2O lösen, pH<br />
6,8 mit 1 N HCl einstellen<br />
10% (w/v) Ammoniumpersulfat(APS)-Lösung: 1g APS (Fa. Merck®) in 9 mL <strong>des</strong>t.<br />
H2O, bei 4°C lagern<br />
10% (w/v) SDS-Lösung: 10 g SDS (Fa. Carl Roth®) in 90 mL <strong>des</strong>t. H2O<br />
12,5%iges Trenngel: 3%iges Sammelgel :<br />
4,06 mL Rotiphorese Gel 30 (Fa. Carl Roth®) 0,5 mL Rotiphorese Gel 30<br />
2,5 mL 1,5 M Tris-HCl, pH 8,8 (Fa.Carl Roth®) 1,25 mL 1 M Tris-HCl, pH 6,8<br />
3,28 mL <strong>des</strong>t. H2O 3,1 mL <strong>des</strong>t. H2O<br />
100 µL 10%ige SDS-Lösung (Fa. Carl Roth®) 50 µL 10%ige SDS-Lösung<br />
50 µL 10%ige APS-Lösung (Fa. Carl Roth®) 25 µL 10%ige APS-Lösung<br />
7,5 µL TEMED (Fa. Sigma-Aldrich®) 7,5 µL TEMED<br />
ad 10 mL H2O ad 10 mL H2O<br />
Gesamtvolumen: 10 mL Gesamtvolumen: 10 mL<br />
10 x SDS-Laufpuffer:<br />
30 g Tris (Fa. Carl Roth®)<br />
144 g Glycine (Fa. AppliChem®)<br />
10 g SDS (Fa. Carl Roth®)<br />
ad 1 L H2O<br />
Gesamtvolumen: 1 L
5x Probenauftragspuffer:<br />
15 mL 100% Glycerol (Fa. Serva®)<br />
3 g SDS (Fa. Carl Roth®)<br />
55<br />
7,5 mL 0,5 M Tris-HCl, pH 6,8 (fa. Carl Roth®)<br />
1 Spatelspitze Bromphenolblau<br />
ad 30 mL H2O<br />
Gesamtvolumen: 30 mL<br />
Der Probenauftragspuffer wurde in 1-mL-Portionen aliquotiert und bei -20°C gelagert.<br />
Vor Gebrauch wurden 50 µL β-Mercaptoethanol/mL Probenauftragspuffer zugefügt.<br />
6.9.4 Coomassie Brilliant Blau Färbung<br />
Die im Polyacrylamidgel durch SDS-PAGE aufgetrennten Proteine konnten mit dem<br />
Farbstoff Coomassie-Brilliant-Blue dargestellt werden. Die Nachweisgrenze dieses<br />
Verfahrens lag bei 0,1 bis 2 µg pro Proteinbande. Die geladenen Proteinmengen<br />
ließen sich auf diese Weise optisch abschätzen, sodass Coomassie-gefärbte Gele<br />
als Beladungskontrolle für nachfolgende spezifische Nachweisverfahren wie z. B.<br />
Western Blot dienten. Es wurde eine fertige kolloidale Coomassie-Suspension (Fa.<br />
Carl Roth®) gemäß <strong>der</strong> Vorschrift <strong>des</strong> Herstellers verwendet.<br />
6.9.5 Western Blot<br />
Der Western Blot diente dem Nachweis spezifischer Proteine. Die durch SDS-PAGE<br />
aufgetrennten Proteine wurden mittels Semi-Dry Blotter auf eine Nylonmembran<br />
(Optitran BA-S 85, Fa. Whatman®) transferiert. Der Proteintransfer wurde mit<br />
Transferpuffer bei Raumtemperatur und 30 Volt bzw. 300 mA in 25 bis 30 Minuten<br />
durchgeführt. Um zu überprüfen, ob die Proteine auf die Membran übertragen<br />
wurden, schloss sich dem Blotten eine Poinceau-Färbung an. Dazu wurde die<br />
Membran 5 Minuten in dem Azofarbstoff Poinceau S (Fa. Sigma-Aldrich®) inkubiert.<br />
Der Farbstoff band reversibel an die positiv geladenen Aminogruppen <strong>der</strong> Proteine.<br />
Nach einmaligem kurzem Abspülen mit Wasser waren die Proteinbanden deutlich rot
56<br />
sichtbar. Anschließend wurde die Membran so oft gründlich mit Wasser abgespült,<br />
bis das Poinceau S makroskopisch nicht mehr sichtbar war. Anschließend wurde die<br />
Membran durch eine 1-stündige Inkubation in 5%iger Magermilchblockinglösung (Fa.<br />
Merck®) mit 2,5% BSA (Fa. Carl Roth®) in einer TBS-Tween-Lösung (Fa. Sigma-<br />
Aldrich®) abgesättigt, um den Anteil an unspezifischer Proteinbindungen zu<br />
verringern. Es folgte nach kurzem Waschen in TBS-Tween-Lösung die Inkubation mit<br />
dem spezifischen primären Antikörper, <strong>der</strong> nach den Angaben <strong>der</strong> jeweiligen<br />
Hersteller in Blocking-Lösung verdünnt wurde, über Nacht bei 4°C. Nach 3<br />
Waschvorgängen in TBS-Tween-Lösung wurde die Membran über einen Zeitraum<br />
von einer Stunde mit einer 1:10000 Verdünnung <strong>des</strong> sekundären Peroxidasegekoppelten<br />
Antikörpers inkubiert. Nach mehrmaligem Waschen in TBS-Tween-<br />
Lösung wurde <strong>der</strong> Blot abschließend mit dem Substratansatz gemäß den Angaben<br />
<strong>des</strong> Herstellers (Roti®-Lumin 1 und 2, Fa. Carl Roth®) entwickelt. Bei <strong>der</strong><br />
Chemilumineszenz wird Luminol als Ausgangsstoff in Natronlauge gelöst und bildet<br />
Mesomere. Die an die sekundären Antikörper gebundene Meerrettichperoxidase<br />
(Horseradichperoxidase, HRP) bildet daraus ein instabiles Zwischenprodukt, das<br />
Phthalat, das sich in einem energetisch hoch angeregten Zustand befindet. Wenn<br />
diese hochenergetische Form durch Rücksprung eines Elektrons von <strong>der</strong> äußersten<br />
auf eine weiter innen gelegene Bahn eines Atoms dieses Moleküls in ihren<br />
Ruhezustand übergeht, wird ein Photon emittiert. In <strong>der</strong> Summe bilden die emittierten<br />
Photone Biolumineszenz. Die durch die Peroxidase-Reaktion emittierte<br />
Chemilumineszenz wurde auf einem Röntgenfilm dargestellt.<br />
Transferpuffer, pH 8,3:<br />
14,5 g Glycine (Fa. Carl Roth®)<br />
1,85 g SDS (Fa. Carl Roth®)<br />
29,0 g Tris (Fa. Carl Roth®)<br />
1 L Methanol (Fa. J. T. Baker®)<br />
ad 5 L H2O<br />
Gesamtvolumen: 5 L<br />
Der pH 8,3 wurde mit HCl (Fa. Merck®) eingestellt.
Waschpuffer (TBS-Tween) pH 7,6:<br />
12,1 g Tris (Fa. Carl Roth®)<br />
19 mL 1 N HCl (Fa. Merck®)<br />
40,0 g NaCl (Fa. J.T. Baker®)<br />
5,0 mL Tween 20 (Fa. Sigma-Aldrich®)<br />
ad 5 L H2O<br />
Gesamtvolumen: 5 L<br />
57<br />
6.9.6 Verwendete Antikörper für Western Blot<br />
IGG, GT X RT, HRP-2mL (goat anti rabbit, Fa. Millipore®)<br />
Rat monoclonal (Sa14-2) to CD14 (FITC) (Fa. Abcam®)<br />
Mouse monoclonal (mAbcam 8226) to beta Actin (Fa. Abcam®)<br />
F(ab’) 2 RABBIT ANTI MOUSE IgG:HRP (Fa. AbD serotec®)<br />
6.9.7 Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA)<br />
Bei einem EMSA handelt es sich um eine Bindungsreaktion zwischen DNS bzw.<br />
RNS und Proteinen, die sichtbar gemacht wird. In dieser Arbeit wurde mit DNS<br />
verfahren.<br />
Dazu wurden Proteine mit Hilfe <strong>des</strong> Lightshift® Chemiluminescent EMSA Kits (Fa.<br />
Piercenet®) aus dem Zellkern isoliert und mit biotinylierter Ziel-DNS inkubiert. Die<br />
Proteine banden spezifisch an die DNS und das entstandene Produkt wurde<br />
gelelektrophoretisch durch SDS-PAGE aufgetrennt. Die so separierten Banden<br />
wurden anschließend mit Hilfe eines Semy-Dry Blotters auf eine positive Nylon-<br />
Membran übertragen und für 3 Minuten mit UV-Licht quervernetzt. Darauf folgte eine<br />
Inkubation mit Streptavidin-Meerrettichperoxidase. Die Detektion <strong>der</strong> Banden erfolgte<br />
mittels Exposition eines Röntgenfilms. Diese sogenannten Shift-Analysen zeigten,<br />
dass ein Protein spezifisch an die Ziel-DNS band. Um zu beweisen, dass es sich um<br />
das gesuchte Protein handelte, wurden Supershift-Analysen durchgeführt. Dazu
58<br />
wurde die Protein-DNS-Verbindung mit einem für das erwartete bindende Protein<br />
spezifischen Antikörper inkubiert. Das weitere Vorgehen erfolgte wie bei den Shift-<br />
Assays. Alle übrigen Schritte wurden nach Herstellerangaben durchgeführt.<br />
6.9.8 Verwendete Antikörper für EMSA<br />
Oct1 antibody (Fa. Abcam®), 3 µL je Reaktionsansatz<br />
Anti-PPAR gamma 1+2 antibody (A3409A) (Fa. Abcam®), 3 µL je Reaktionsansatz<br />
Sp2 (H-9): sc-166575 (Fa. Santa Cruz), 3 µL je Reaktionsansatz
7 Ergebnisse<br />
59<br />
7.1 Etablierung <strong>des</strong> Modells für die Promotoranalysen<br />
7.1.1 <strong>Cd14</strong>-Expression in murinen Zelllinien in vitro<br />
Um zu eruieren, welche Zelllinie am besten für die Untersuchung <strong>des</strong> murinen <strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> geeignet war, wurden sowohl murine Makrophagen <strong>der</strong> Linie RAW264.7<br />
als auch murine embryonale Fibroblasten (MEF) <strong>der</strong> Linie NIH3T3 untersucht.<br />
Abbildung 2: Murine Embryonale Firboblasten <strong>der</strong> Zellinie NIH3T3<br />
Abbildung 3: Murine Makrophagen <strong>der</strong> Zelllinie RAW264.7
60<br />
Die ideale allogene Zellinine zur Analyse <strong>des</strong> <strong>Promotors</strong> sollte eine endogene <strong>Cd14</strong>-<br />
Transkription aufweisen, um sicherzustellen, dass alle für die Transkription dieses<br />
Gens benötigten Faktoren in den Zellen vorhanden waren. Neben <strong>der</strong><br />
Stimulierbarkeit <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Transkription war außerdem eine stabile, reproduzierbare<br />
Transfizierbarkeit mit vertretbarem Zeit- und Kostenaufwand eine essentielle<br />
Voraussetzung für die Durchführung von Luziferase-Analysen. In Western Blot<br />
Untersuchungen (siehe 6.9.5) konnte basal eine deutlich höhere <strong>Cd14</strong>-Expression in<br />
Zellen <strong>der</strong> Linie RAW264.7 als in solchen <strong>der</strong> Linie NIH3T3 nachgewiesen werden;<br />
nach LPS-Stimulation stieg die Expression in den Makrophagen deutlich an, während<br />
sie in den Fibroblasten keinen sichtbaren Einfluss hatte.<br />
Abbildung 4: Western Blot Untersuchung <strong>der</strong> basalen und stimulierten <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression an NIH3T3- und RAW264.7-Zellen<br />
Der Abgleich mit Glycerinaldehyd-3-Phosphodehydrogenase (GAPDH) zeigte<br />
deutlich, dass <strong>Cd14</strong> in den Fibroblasten weniger stark exprimiert wurde als in den<br />
Makrophagen. Mit dem Abgleich über β-Aktin als Housekeeping-Gen konnte<br />
nachgewiesen werden, dass in allen Zelllinien vergleichbare Proteinkonzentrationen<br />
vorlagen.<br />
7.1.2 Vergleich chemischer Transfektionsmethoden<br />
Die Transfektion muriner Makrophagen ist nach Erfahrungen <strong>der</strong><br />
Arbeitsgemeinschaft schwierig und lässt selten die Entstehung kontinuierlich hoher,<br />
reproduzierbarer Transfektionseffizienzen zu. Daher wurden sowohl an murinen<br />
Makrophagen <strong>der</strong> Linie RAW264.7 als auch an murinen embryonalen Fibroblasten<br />
(MEF) <strong>der</strong> Linie NIH3T3 unterschiedliche Transfektionsreagenzien und -Methoden<br />
zur transienten Transfektion getestet. Die Transfektionseffizienzen wurden anhand
61<br />
<strong>der</strong> Anzahl GFP-positiver Zellen nach Transfektion mit dem Plasmid pAd-Track-CMV<br />
bestimmt.<br />
Der Anteil GFP-positiver NIH3T3-Zellen lag 24 und 48 Stunden nach transienter<br />
Transfektion mit dem Polyfect®-Reagenz (siehe 6.8.5.1) bei ca. 25% (siehe<br />
Abbildung 15 und Tabelle 3). Die transiente Transfektion von RAW264.7-Zellen wies<br />
hingegen überwiegend deutlich niedrigere Effizienzen auf (siehe Tabelle 3): Das<br />
Fugene® HD Transfection Reagent (siehe 6.8.5.2.1) führte zur Fluoreszenz je<strong>der</strong><br />
hun<strong>der</strong>tsten Zelle (siehe Abbildung 16), während durch die Kombination aus<br />
Targefect® RAW und Virofect® (siehe 6.8.5.2.1) bis zu 5% <strong>der</strong> Zellen transfiziert<br />
werden konnten (siehe Abbildung 17). Das Superfect®-System bedingte nach 1 Tag<br />
Inkubationszeit einen Anteil an GFP-positiven Zellen von ca. 5%, was sich nach 2<br />
Tagen auf etwa 7% erhöhte (siehe Abbildung 18). Das Xtreme Gene® 9 DNA<br />
Transfektionsreagenz (siehe 6.8.5.2.3) erbrachte keine weitere Steigerung <strong>der</strong><br />
Transfektionseffizienz mit 1% nach 24 Stunden und 5% nach 48 Stunden<br />
Bebrütungszeit (siehe Abbildung 19). Die höchste reproduzierbare Transfektionsrate<br />
wurde mit dem Reagenz XtremeGene® HP DNA erzielt (siehe 6.8.5.2.2); schon nach<br />
1 Tag fluoreszierten ca. 20% <strong>der</strong> Zellen und nach 2 Tagen stieg <strong>der</strong> Wert auf ca.<br />
25% bei adhärenten Zellen an. Im Vergleich dazu war die Transfektionseffizienz von<br />
RAW264.7-Zellen in Suspension mit ca. 5% deutlich schlechter (siehe Abbildung 20).<br />
Tabelle 3: Vergleich chemischer Transfektionsmethoden<br />
Zelllinie Transfektions-reagenz Inkubationszeit<br />
(Stunden)<br />
NIH3T3 Polyfect® (Fa. QIAgen®) 24<br />
RAW264.7 Fugene® HD Transfection Reagent<br />
(Fa. Roche®)<br />
RAW264.7 Targefect® RAW und Virofect®<br />
(Fa. Targeting Systems®<br />
RAW264.7 Superfect® (Fa. QIAgen®) 24<br />
RAW264.7 Xtreme Gene® 9 DNA (Fa.<br />
Roche®)<br />
48<br />
24 1<br />
24 5<br />
48<br />
24<br />
48<br />
Transfektionseffizienz<br />
(%)<br />
25<br />
25<br />
5<br />
7<br />
1<br />
5
62<br />
RAW264.7 XtremeGene® HP DNA (Fa.<br />
Roche®<br />
RAW264.7 in<br />
Suspension<br />
XtremeGene® HP DNA (Fa.<br />
Roche®)<br />
7.1.3 Optimierte <strong>Cd14</strong>-Promotoranalysen in vitro<br />
24<br />
48<br />
48 5<br />
Sowohl bei Zellen <strong>der</strong> Linie NIH3T3 als auch bei RAW264.7 konnte eine<br />
reproduzierbare Transfektionseffizienz von ca. 25% erreicht werden. Da das zum<br />
untersuchten Promotor gehörende Protein CD14 in vivo vor allem auf <strong>der</strong> Oberfläche<br />
von Monozyten exprimiert wird (NASU et al., 1991), wurden die <strong>Promotors</strong>tudien<br />
mittels transienter Transfektionen durch das XtremeGene® HP DNA Reagenz unter<br />
einer Inkubationszeit von 48 Stunden an Makrophagen <strong>der</strong> Linie RAW264.7<br />
durchgeführt.<br />
7.2 Vergleichende Datenbankanalyse <strong>der</strong><br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen im <strong>Cd14</strong>-Promotor von B6 und C3Bir<br />
Es wurde bereits gezeigt, dass <strong>der</strong> vollständige <strong>Cd14</strong>-Promotor <strong>des</strong> Stammes C3Bir<br />
in Luziferase-Analysen eine höhere Basalaktivität aufwies als <strong>der</strong> <strong>des</strong> B6-Stammes.<br />
Diese divergierenden Promotoraktivitäten könnten auf stammspezifische<br />
Polymorphismen, die einer unterschiedlichen Formierung von<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen resultierte, zurückzuführen sein (DE BUHR et al.,<br />
2010). Durch eine erneute Datenbankanalyse konnten neben den bisher für den<br />
C3Bir-<strong>Cd14</strong>-Promotor bekannten Bindungsstellen ATF, PPARG, OCT1, PPARG,<br />
E2F und SP1 die Zielsequenzen für P53 sowie SP2 festgestellt werden, die bei B6<br />
nicht zu finden sind. Die für B6 definierten <strong>Cd14</strong>-Promotorelemente OCT1, E2F,<br />
BCL6, PAX2 und SP1 wurden um die für den Stamm spezifischen STAT1 sowie<br />
PPARG ergänzt.<br />
20<br />
25
63<br />
Tabelle 4: Stammspezifische Polymorphismen, Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
und <strong>der</strong>en Lage (modifiziert nach DE BUHR et al., 2006)<br />
Position<br />
(bp)<br />
Sequenz (B6>C3Bir) Transkriptionsfaktor<br />
27 ...gat>cga� B6: POU2F1 (human synonym: OCT1)<br />
C3Bir: CREB/ATF<br />
34 ...atg>aat... B6: OCT1<br />
C3Bir: POU3F4 (BRN4); GSX1 (GSH1); CUT1<br />
(CDP); LMX1B; BARX2<br />
...tgc>tag... B6: NMP4/CIZ<br />
192<br />
C3Bir: PPAR/PPARG*, IR3 sites<br />
232 ...tgt>cct... B6: -<br />
C3Bir: TST1<br />
245 ...cta>gga... B6: LHX3<br />
C3Bir: POU3F1 (OCT6); STAT1** (+); STATs<br />
(-); MSX1 and MSX2<br />
472 ...gac>tgg... B6: E2F; Nuclear respiratory factor 2; ZFP105<br />
(human homolg: ZNF35)<br />
C3Bir: POU2F1 (OCT1); EVI-1 zinc finger<br />
protein<br />
707 ...acc>tct... B6: PPARG*, IR3 sites; binding sites for<br />
NR2C1 (TR2) homodimers or<br />
NR2C1/NR2C2 (TR4) heterodimers;<br />
ETS2;<br />
C3Bir: P53; AP1<br />
741 ...gcg>tca... B6: POU6F1 (BRN5)<br />
C3Bir: -<br />
808 ...ctt>ccc... B6: STATs; BCL6<br />
C3Bir: PAX3; SP2<br />
824 ...tcg>ctt... B6: CDX1; BCL6*<br />
C3Bir: PAX1; SP2; ELF2 (NERF1a)<br />
947 ...cca>gaa... B6: -<br />
C3Bir: -<br />
993 �cac>tcg� B6: PAX2<br />
C3Bir: -<br />
1019 ...gcc>ttt... B6: PAX2<br />
C3Bir: E2F<br />
1082- ...ac----ag><br />
B6: AP1<br />
1086<br />
...acagactg�<br />
C3Bir: AP1
64<br />
Die in dieser Studie untersuchten Transkriptionsfaktorbindungsstellen sind in <strong>der</strong><br />
Tabelle 4 fett geschrieben.<br />
7.3 Aktivität <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir und B6<br />
7.3.1 Bestimmung <strong>der</strong> Basalaktivität durch Trunkierung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren<br />
Zur Lokalisierung von Promotorelementen, die für die Unterschiede in <strong>der</strong><br />
stammesspezifischen <strong>Cd14</strong>-Expression verantwortlich waren, wurden beide<br />
Promotoren zunächst in annähernd 300 Basenpaare (bp) großen Schritten verkürzt.<br />
Die Luziferase-Analyse-Ergebnisse <strong>der</strong> Trunkierungen <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren sind in<br />
Abbildung 21 und Abbildung 22 dargestellt.<br />
7.3.1.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind<br />
übersichtlich in Abbildung 5 dargestellt. Nach transienter Transfektion in Zellen <strong>der</strong><br />
Linie RAW264.7 führte die Verkürzung <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> aus C3Bir von -<br />
1067/+203 bp auf eine Länge von -722/+203 bp zu einem leichten Anstieg <strong>der</strong><br />
Reporter-Aktivität in <strong>der</strong> Luziferase-Analyse auf 123,01% <strong>des</strong> Ausgangswertes. Das<br />
legte die Vermutung nahe, dass in diesem Abschnitt, <strong>der</strong> im Unterschied zu B6 unter<br />
an<strong>der</strong>em eine Bindungsstelle für den Activating Transcription Factor (ATF) und<br />
Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma (PPARG) enthielt, ein<br />
hemmen<strong>der</strong> Transkriptionsfaktor lag. Eine weitere Reduktion auf -474/+203 bp leitete<br />
eine deutliche Zunahme <strong>der</strong> Luziferase-Expression auf 186,23% ein, weshalb sich in<br />
dem Bereich von -474/+203 bis -722/+203 bp wahrscheinlich ein inhibitorisches<br />
Promotorelement befand; dort lag bei C3Bir die Zielsequenz für den Organic Cation<br />
Transporter 1 (OCT1). Aus <strong>der</strong> sich anschließenden Trunkierung <strong>des</strong> <strong>Promotors</strong> auf -<br />
181/+203 bp ergab sich ein signifikanter Abfall <strong>der</strong> Reporteraktivität auf 11,5%.<br />
Voraussichtlich umfasste dieses Gebiet ein Promotorelement für ein stark för<strong>der</strong>n<strong>des</strong><br />
Protein, z.B. den für C3Bir spezifischen PPARG. Das kürzeste Promotorfragment mit<br />
einer Länge von +85/+203 bp zeigte eine Aktivität von 93,7% und damit einen<br />
deutlichen Anstieg im Vergleich zum nächst längeren. Das implizierte, dass die in<br />
dem Abschnitt von -181/+203 bp zu +85/+203 bp liegende Erkennungssequenz für<br />
den E2F Transkriptionsfaktor (E2F) ein aktivieren<strong>des</strong> Element war. Weiterhin enthielt<br />
<strong>der</strong> kürzeste Bereich (+85/+203) unter an<strong>der</strong>em eine Bindungsstelle für das<br />
Specificity Protein 1 (SP1), das für die Hintergrundaktivität <strong>des</strong> <strong>Promotors</strong><br />
verantwortlich gewesen sein könnte.
65<br />
Abbildung 5 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> ersten Trunkierungen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
66<br />
7.3.1.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind übersichtlich<br />
in Abbildung 6 dargestellt. In <strong>der</strong> Luziferase-Analyse sank die Expression durch die<br />
Trunkierung <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-Ausgangspromotors <strong>des</strong> Stammes B6 von -1067/+199 bp auf<br />
eine Länge von -722/+199 bp signifikant auf 17,47%. In dem verworfenen Bereich<br />
befand sich bei B6 eine Bindungsstelle für den Transkriptionsfaktor OCT1, weshalb<br />
angenommen wurde, dass dieser eine stark aktivierende Funktion besaß. Die sich<br />
anschließende Reduktion auf -474/+199 bp führte, parallel zu dem Ergebnis von<br />
C3Bir, zu einem Anstieg <strong>der</strong> Reportertranskription - hier auf 132,3 ,29% - und wies<br />
auf einen potentiell inhibitorischen Einfluss <strong>der</strong> Zielsequenz für E2F in diesem<br />
Bereich hin. Aus <strong>der</strong> Verkürzung auf -181/+199 bp resultierte ein deutlicher Abfall <strong>der</strong><br />
Aktivität auf 40,55%. Daher wurde auch in diesem Bereich von -474/+199 bp bis -<br />
181/+199 bp, <strong>der</strong> unter an<strong>der</strong>em ein Promotorelement für die Bindung <strong>des</strong><br />
Transkriptionsfaktors B-Cell Leukemia/Lymphoma 6 (BCL6) enthielt, ein för<strong>der</strong>n<strong>des</strong><br />
Element angenommen. Die kürzeste Trunkierung <strong>des</strong> <strong>Promotors</strong> auf +85/+199 bp<br />
enthielt vermutlich eine stark aktivierende Erkennungssequenz, denn die<br />
Luziferaseexpression stieg auf 165,29% an. In dem Abschnitt von -181/+199 bp zu<br />
+85/+199 bp lag die Bindungsstelle <strong>des</strong> Transkriptionsfaktors Paired Box Gene 2<br />
(PAX2), <strong>der</strong> daher als dieses anregende Element angenommen wurde. In<br />
Übereinstimmung mit <strong>der</strong> Luziferase-Analyse <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> von C3Bir wurde<br />
in dem +85/+199 bp großen Stück ebenfalls die Bindung <strong>des</strong> Faktors SP1 an den<br />
Promotor als essentiell für <strong>des</strong>sen Basalaktivität vermutet.
67<br />
Abbildung 6 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> ersten Trunkierungen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
68<br />
Die Reportergenanalysen <strong>des</strong> Stammes C3Bir zeigten also, dass es sich bei den<br />
Zielsequenzen für E2F sowie SP1 vermutlich um aktivierende Elemente handelte,<br />
während die Bindungsstellen für PPARG, ATF2, PPARG und OCT1 einen putativ<br />
hemmenden Einfluss hatten. Die Luziferaseaktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
ergaben deutliche Hinweise auf OCT1, BCL6, PAX2 sowie SP1 als anregende<br />
Promotorelemente und auf E2F als inhibitorische Transkriptionsfaktorbindungsstelle.<br />
7.3.2 Inaktivierung potentieller Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen<br />
7.3.2.1 Deletion durch Promotorverkürzungen<br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>der</strong> Deletion durch Promotorverkürzungen<br />
sind in Abbildung 23, Abbildung 24, Abbildung 25 und Abbildung 26 dargestellt. Um<br />
die vermuteten Funktionen <strong>der</strong> analysierten Bindungsstellen verifizieren zu können,<br />
wurden die Promotoren weiter verkürzt und so gezielt einzelne<br />
Transkriptionsfaktorzielsequenzen eliminiert. Die entstandenen Konstrukte wurden<br />
zusammen mit den bereits analysierten Trunkierungen transfiziert.<br />
7.3.2.1.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind<br />
übersichtlich in Abbildung 7 dargestellt. Durch die Verkürzung <strong>des</strong><br />
Ausgangspromotors von -1067/+203 bp auf -722/+203 bp ergab sich, wie bereits<br />
ermittelt, ein Anstieg <strong>der</strong> Aktivität auf 123,95%. Gleiches galt für das Resultat <strong>der</strong><br />
Trunkierung auf -474/+203 bp, die abermals in eine Expressionserhöhung mündete,<br />
hier auf 228,98%. Die sich anschließende Reduktion auf -398/+203 bp, bei <strong>der</strong> unter<br />
an<strong>der</strong>em das stammspezifische Promotorelement Anionic Peroxidase 1 (AP1)<br />
eliminiert wurde, führte zu einer weiteren deutlichen Steigerung <strong>der</strong> Transkription auf<br />
319,24%, weshalb AP1 als inhibitorische Bindungsstelle angenommen wurde. Durch<br />
die Elimination eines weiteren Bereiches auf eine Größe von -279/+203 bp fiel die<br />
Reporter-Aktivität auf 195,81%. In <strong>der</strong> Region von -398/+203 bp bis -279/+203 bp lag<br />
unter an<strong>der</strong>em die Zielsequenz für das Transformation Related Protein 53 (P53), das<br />
daher einen hemmenden Einfluss zu haben schien. Aus dem Wegfall <strong>des</strong><br />
Promotorabschnittes von -297/+203 bp bis -181/+203 bp, einschließlich <strong>des</strong> hier<br />
kodierten, stammspezifischen Promotorelementes SP2, resultierte ein Rückgang <strong>des</strong><br />
Expressionsniveaus auf 7,62%, sodass SP2 als stark aktivieren<strong>des</strong> Element<br />
betrachtet wurde. Eine weitere Reduktion auf -166/+203 bp, mit Elimination <strong>der</strong><br />
Erkennungssequenz für E2F, verursachte einen Tätigkeitsverlust auf 0,85% und die<br />
Funktion von E2F wurde als leicht anregend angenommen. Das kürzeste Fragment<br />
mit einer Länge von +85/+203 bp zeigte ein Aktivitätsniveau von 19,47% und enthielt<br />
eine Bindungsstelle für SP1.
69<br />
Abbildung 7 Luziferase-Analyse aller Trunkierungen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
70<br />
7.3.2.1.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind<br />
übersichtlich in Abbildung 8 dargestellt. Die Trunkierung <strong>des</strong> Ausgangspromotors auf<br />
-989/+199 bp unter Verwerfung <strong>der</strong> Zielsequenz für OCT1 führte zu einem Abfall <strong>der</strong><br />
Aktivität auf 59,1%, weshalb OCT1 als aktivieren<strong>des</strong> Promotorelement angesehen<br />
wurde. Eine weitere Reduktion auf -836/+199 bp, die den Schwund einer<br />
Erkennungssequenz für STAT1 mit sich zog, verursachte eine Reduktion <strong>der</strong><br />
Transkriptionsrate auf 1,22%; folglich galt STAT1 als stark anregende Bindungsstelle.<br />
Den Ergebnissen <strong>der</strong> ersten Transfektionen entsprechend (siehe 7.3.1.2), zeigte das<br />
-722/+199 bp große Fragment eine Aktivität von 22,74%, während das<br />
Expressionsniveau <strong>des</strong> nächstkürzeren Promotorkonstruktes, mit einer Größe von<br />
-474/+199 bp, bei 117,16% lag; folglich wirkten auch hier die Zielsequenzen für<br />
OCT1 aktivierend und für E2F inhibierend. Die Elimination <strong>des</strong> Promotorelementes<br />
AP1 auf eine Konstruktlänge von -398/+199 bp bedingte eine Aktivität von 114,22%,<br />
die keinen Unterschied zum nächstlängeren Fragment aufwies, sodass AP1 keine<br />
eindeutige Funktion zugeordnet werden konnte. Durch den Wegfall <strong>des</strong> Bereiches<br />
von -398/+199 bp bis -279/+199 bp und <strong>der</strong> hier kodierten Erkennungssequenz für<br />
PPARG, erfuhr das Expressionsniveau einen signifikanten Rückgang auf 0,87%, was<br />
die Annahme von PPARG als stark anregende Bindungsstelle zur Folge hatte. Das<br />
-181/+199 bp lange Konstrukt zeigte durch den Verlust <strong>der</strong> Zielsequenz für BCL6<br />
eine Forcierung <strong>der</strong> Promotortätigkeit auf 25,1%, während die sich anschließende<br />
Verkürzung auf -166 bp einen signifikanten Anstieg <strong>der</strong> Tätigkeit auf 114,52%<br />
aufwies. Das zwischen -181 bp und -166 bp liegende Promotorelement für PAX2 war<br />
daher voraussichtlich hemmend. Der Rückgang <strong>der</strong> Aktivität auf 86,89% in dem<br />
+85/+199 bp großen Promotorkonstrukt wies abermals auf die SP1-<br />
Erkennungssequenz als kausales Element bezüglich <strong>der</strong> Hintergrundaktivität <strong>des</strong><br />
<strong>Promotors</strong> hin.
71<br />
Abbildung 8 Luziferase-Analyse aller Trunkierungen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
72<br />
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Bindungsstellen für E2F und SP1 <strong>des</strong><br />
C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>, wie bereits vermutet, und SP2 eine aktivierende Funktion zu<br />
haben schienen. Die Zielsequenzen für PPARG, das in den ersten<br />
Reportergenanalysen als inhibitorisch gehandelt wurde, AP1 sowie P53 wurden<br />
hemmende Eigenschaften zugesprochen. Das E2F-Promotorelement galt in B6, wie<br />
bereits in den ersten Transfektionen gesehen, als inhibitorisch, während den<br />
Erkennungssequenzen für AP1 und PAX2 durch die neuen Reportergenanalysen die<br />
gleiche Eigenschaft zugewiesen werden konnten. Auch die BCL6-Bindungsstelle, die<br />
zunächst als anregend galt, stellte sich nun als hemmend dar. Die Zielsequenzen für<br />
OCT1, PAX2 sowie SP1 wurden als aktivierend verifiziert und in ihrer Funktion durch<br />
die Promotorelemente STAT1 und PPARG ergänzt. Der weiteren AP1-<br />
Erkennungssequenz in B6 konnte keine eindeutige Funktion zugeordnet werden.<br />
7.3.2.2 Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen<br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>der</strong> mutagenisierten<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen sind in Abbildung 27 und Abbildung 28<br />
dargestellt. Durch die Transfektion <strong>der</strong> Trunkierungen bei<strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren<br />
(siehe 7.3.1) konnten verschiedene Transkriptionsfaktorbindungsstellen ermittelt<br />
werden, die putativ kausal für die stammspezifische Promotoraktivität waren. Um die<br />
so festgestellten Ergebnisse zu verifizieren, wurden Mutagenesen <strong>der</strong> zu<br />
untersuchenden Zielsequenzen am Ausgangspromotor durchgeführt. Der<br />
Wirkungsverlust <strong>der</strong> mutagenisierten Promotorelemente und die dadurch<br />
hervorgerufenen Än<strong>der</strong>ungen in Luziferase-Analysen ließen Rückschlüsse auf <strong>der</strong>en<br />
Funktion zu.<br />
7.3.2.2.1 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> mutagenisierten C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind<br />
übersichtlich in Abbildung 9 dargestellt. Die Mutagenese <strong>der</strong> OCT1-<br />
Erkennungssequenz führte zu einem signifikanten Abfall <strong>der</strong> Promotoraktivität auf<br />
0,03%, sodass <strong>der</strong> Bindungsstelle für OCT1 in vitro die Funktion einer stark<br />
aktivierenden Zielsequenz erfüllte. Das korrelierte nicht mit den Vermutungen, die<br />
nach den Transfektionen <strong>der</strong> Trunkierungen aufgestellt wurden (siehe 7.3.2.1) und<br />
denen zufolge es sich hier um ein inhibitorisches Element handeln sollte. Nach <strong>der</strong><br />
Verän<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> PPARG-Erkennungssequenz ergab sich ebenfalls ein Wandel <strong>des</strong><br />
Expressionsniveaus, hier auf 74,33%. Entsprechend vorhergehen<strong>der</strong><br />
Untersuchungsergebnisse (siehe 7.3.2.1) besitzt die PPARG-Bindungsstelle daher<br />
eine anregende Eigenschaft. Die Tätigkeit <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> nach <strong>der</strong><br />
Inaktivierung <strong>der</strong> Zielsequenz für SP2 reduzierte sich auf 0,04% und die Annahme,<br />
dass es sich bei SP2 um ein deutlich aktivieren<strong>des</strong> Promotorelement handelte (siehe<br />
7.3.2.1), galt somit als bewiesen. Die <strong>der</strong> SP1-Erkennungssequenz nach den ersten
73<br />
Transfektionsergebnissen zugeteilte Funktion <strong>der</strong> Promotorhintergrundaktivität (siehe<br />
7.3.1 und 7.3.2.1) ließ sich durch die Mutation dieser<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstelle nicht bestätigen, da das Expressionsniveau auf<br />
161,27% stieg und die SP1-Zielsequenz also eine hemmende Funktion besaß.
74<br />
Abbildung 9 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> Mutagenesen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
75<br />
7.3.2.2.2 Luziferase-Analyse <strong>des</strong> mutagenisierten B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> Luziferase-Analysen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> sind<br />
übersichtlich in Abbildung 10 dargestellt. Die Mutagenese <strong>des</strong> OCT1-<br />
Promotorelementes zeigte, wie bereits bei C3Bir, einen deutlichen Verlust <strong>des</strong><br />
Expressionsniveaus auf 0,02%, sodass die OCT1-Erkennungssequenz, wie im<br />
Vorfeld bereits angenommen (siehe 7.3.2.1), bei B6 eine stark anregende Rolle<br />
spielte. Die E2F-Bindungsstelle, die mittels <strong>der</strong> ersten Luziferaseanalysen als<br />
inhibitorische Zielsequenz angesprochen wurde, stellte sich als stark aktivierend<br />
heraus, da ihre Verän<strong>der</strong>ung einen Tätigkeitsverlust auf 0,03% zufolge hatte.<br />
Während das Promotorelement für PPARG zunächst als anregende<br />
Erkennungssequenz galt (siehe 7.3.2.1), bewirkte ihre Inaktivierung eine Zunahme<br />
<strong>der</strong> Aktivität auf 272,22%, weswegen eine inhibitorische Wirkung erwiesen und die<br />
erste Annahme wi<strong>der</strong>legt war. Aus <strong>der</strong> Mutagenese <strong>der</strong> PAX2-Bindungsstelle ging<br />
ein Expressionsrückgang auf 0,28% hervor, mit <strong>der</strong> Konsequenz, dass sich die<br />
zunächst als hemmend (siehe 7.3.2.1) betrachtete Wirkung <strong>der</strong> Zielsequenz als<br />
anregend herausstellte. Durch die gezielte Verän<strong>der</strong>ung <strong>der</strong> SP1-<br />
Erkennungssequenz stieg die Tätigkeit <strong>des</strong> <strong>Promotors</strong> auf 985,6% an. Parallel zu<br />
C3Bir konnte <strong>der</strong> SP1-Bindungsstelle bei B6 so eine hemmende Funktion<br />
nachgewiesen werden, während sich die erste Annahme einer Hintergrundaktivität<br />
(siehe 7.3.2.1) nicht bestätigte.
76<br />
Abbildung 10 Luziferase-Analyse <strong>der</strong> Mutagenesen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong>
77<br />
Die Zielsequenzen für PPARG und SP2 (beide C3Bir) sowie OCT1 (B6) konnten<br />
<strong>hinsichtlich</strong> ihrer för<strong>der</strong>nden Funktion verifiziert werden. Zusammenfassend stellten<br />
sich die vermeintlich aktivierenden Promotorelemente SP1 (C3Bir), PPARG sowie<br />
SP1 (beide B6) als inhibierend und die hemmend anmutenden<br />
Erkennungssequenzen für OCT1 (C3Bir), E2F sowie PAX2 (beide B6) als anregend<br />
heraus.<br />
7.4 Physikalische Interaktion von Transkriptionsfaktoren mit den <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotoren von B6 und C3Bir<br />
Um abschließend zu überprüfen, ob eine physikalische Bindung zwischen den<br />
untersuchten Transkriptionsfaktorbindungsstellen und den zugehörigen Proteinen<br />
vorlag, wurden Electrophoretic Mobility Shift und Supershift Analysen (siehe 6.9.7)<br />
durchgeführt. Für die Shift-Untersuchungen wurden biotinylierte DNS-Doppelhelix-<br />
Fragmente verwendet, die aus einer identischen Kopie <strong>der</strong><br />
Transkriptionsfaktorbindungsstelle und <strong>des</strong> sie umgebenden Abschnittes <strong>des</strong><br />
Ausgangspromotors bestanden. Durch die in-vitro-Adhäsion eines<br />
Transkriptionsfaktors an einen DNS-Strang wurde eine geringere<br />
Migrationsgeschwindigkeit im Vergleich zur freien DNS und damit ein Shift im<br />
Bisacrylamidgel verursacht. Aufgrund <strong>der</strong> Bindung eines spezifischen Antikörpers an<br />
das Protein <strong>der</strong> bereits formierten Komplexe entstand ein weiteres Molekül, das<br />
wegen seiner Größe abermals langsamer im Gel wan<strong>der</strong>te und einen Supershift<br />
verursachte. So konnte nachgewiesen werden, dass es sich bei dem bindenden<br />
Protein um den gesuchten Transkriptionsfaktor handelte. Außerdem wurde als<br />
Kontrolle in einem separaten Ansatz mutagenisierte DNS verwendet, die über die<br />
gleiche Basensequenz wie die transfizierten Mutationen <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
verfügte; auf diese Weise wurde bewiesen, dass durch die Verän<strong>der</strong>ung <strong>der</strong><br />
Bindungsstelle die Adhäsion <strong>des</strong> Transkriptionsfaktors in vitro ausblieb. Um<br />
auszuschließen, dass die Bindung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktoren durch die Biotinylierung<br />
<strong>der</strong> verwendeten DNS entstand, wurde ein weiterer EMSA angesetzt, in dem neben<br />
dem modifizierten Strang die 200-fache Menge an nicht biotinylierter Doppelhelix<br />
zugegeben wurde. Durch eine kompetitive Reaktion banden die<br />
Transkriptionsfaktoren hauptsächlich an die nicht biotinylierte DNS und die sichtbare<br />
biotinylierte Doppelhelix war frei. Die in diesen Versuchen verwendeten<br />
Transkriptionsfaktoren wurden aus RAW264.7-Zellen gewonnen (siehe 6.9.7).
7.4.1 EMSA <strong>der</strong> PPARG-, SP2- und OCT1-Bindungsstellen von C3Bir<br />
78<br />
Eine DNS-Doppelhelix, die für eine PPARG-Bindungsstelle kodierte, wurde mit dem<br />
aus RAW264.7-Zellen gewonnenen Protein-Extrakt inkubiert. Proteine banden an die<br />
DNS, weshalb sie im Vergleich zum freien Strang in <strong>der</strong> PAGE langsamer lief. Der<br />
PPARG-spezifische Antikörper (siehe 6.9.8) band nicht an die Transkriptionsfaktoren,<br />
daher entstand in dem Reaktionsansatz erneut ein Protein-DNS-Komplex. An die<br />
verän<strong>der</strong>te Transkriptionsfaktorbindungsstelle für PPARG konnte sich kein Protein<br />
mehr anlagern, sodass im EMSA nur die freie Doppelhelix sichtbar wurde. Die<br />
kompetitive Reaktion mit einem unbiotinylierten Doppelstrang führte zur<br />
Visualisierung freier DNS (siehe Abbildung 11).<br />
Abbildung 11: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für PPARG (C3Bir)
79<br />
An die für SP2 kodierende Doppelhelix banden Transkriptionsfaktoren und die<br />
entstandenen Komplexe waren deutlich größer als die freie DNS . Durch die Bindung<br />
eines Antikörpers an SP2 wuchs die Größe <strong>des</strong> formierten Teilchens abermals an<br />
und es galt als bewiesen, dass das gesuchte Protein spezifisch an das analysierte<br />
Promotorelement band. Die Mutagenese dieses Elementes führte zur Visualisierung<br />
eines freien Stranges nach Inkubation mit dem Zellextrakt, was die Unwirksamkeit<br />
<strong>der</strong> verän<strong>der</strong>ten Bindungsstelle dokumentierte. Durch die Zugabe nicht biotinylierter<br />
Doppelhelix zum Protein-DNS-Gemisch entstand wie<strong>der</strong> freie DNS; das zeigte, dass<br />
die Bindung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktoren nicht durch die Biotin-Enden <strong>der</strong> Doppelhelix<br />
verursacht wurde (siehe Abbildung 12).<br />
Abbildung 12: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für SP2 (C3Bir)<br />
Aufgrund <strong>der</strong> Adhäsion <strong>des</strong> Transkriptionsfaktors OCT1 an seine<br />
Erkennungssequenz formierte sich ein Komplex, <strong>der</strong> in <strong>der</strong> PAGE eine deutlich<br />
geringere Migrationsgeschwindigkeit als freie DNS zeigte (Bild). Die Zugabe eines für<br />
OCT1 spezifischen Antikörpers (siehe 6.9.8) bewirkte eine weitere Steigerung <strong>der</strong><br />
Komplexgröße und einen Supershift im Gel, während sich OCT1 nicht an die<br />
mutagenisierte Bindungsstelle anlagern konnte und daher wie<strong>der</strong> freie Stränge in <strong>der</strong>
80<br />
PAGE sichtbar wurde. Mittels einer kompetitiven Reaktion zwischen biotinylierter und<br />
nicht modifizierter Doppelhelix im Überschuss wurde gezeigt, dass die Protein-DNS-<br />
Interaktion nicht durch diese Biotinylierung verursacht wurde; die Proteine banden an<br />
die unmodulierten Stränge, sodass nur freie Doppelhelix sichtbar war (siehe<br />
Abbildung 13).<br />
Abbildung 13: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für OCT1 (C3Bir)<br />
7.4.2 EMSA <strong>der</strong> OCT1-Bindungsstelle von B6<br />
Die EMSA-Analyse <strong>des</strong> Organic Cation Transporter 1 zeigte eine Bindung von<br />
Transkriptionsfaktoren und somit eine Größenzunahme <strong>des</strong> visualisierbaren<br />
Reaktionsproduktes gegenüber dem freien Strang. Nach Zugabe eines für OCT1<br />
spezifischen Antikörpers (siehe 6.9.8) stieg <strong>der</strong> Umfang <strong>des</strong> Komplexes erneut und<br />
es war dargelegt, dass <strong>der</strong> gesuchte Transkriptionsfaktor an das überprüfte<br />
Promotorelement band. Die Mutagenese dieses Elementes unterband die Bindung<br />
von Proteinen und es konnte lediglich freie Doppelhelix sichtbar gemacht werden.<br />
Durch eine kompetitive Reaktion biotinylierter DNS und eines unmodifizierten<br />
Stranges in 200-fachem Überschuss sowie die daraus resultierende sichtbare freie<br />
Doppelhelix wurde bewiesen, dass die Bindung von OCT1 an seine Bindungsstelle<br />
nicht von <strong>der</strong> Biotinylierung abhing (siehe Abbildung 14).
81<br />
Abbildung 14: EMSA <strong>der</strong> Bindungsstelle für OCT1 (B6)
8 Diskussion<br />
82<br />
Il10 -/- Mäuse dienten als Modell für humane chronisch entzündliche<br />
Darmerkrankungen. Sie entwickelten eine überschießende Immunreaktion auf<br />
luminale Xenoantigene <strong>des</strong> Darms, die verschiedene Merkmale von Colitis Ulcerosa<br />
und Morbus Crohn aufwiesen (KÜHN et al., 1993). Durch Untersuchungen<br />
verschiedener Il10 -/- -Stämme konnte gezeigt werden, dass C3Bir-Il10 -/- eine deutlich<br />
schwerere Form <strong>der</strong> Colitis entwickelten als B6-Il10 -/ . Durch sich anschließende<br />
genomweite Kopplungsanalysen an segregierenden Kreuzungspopulationen wurde<br />
deutlich, dass chronisch entzündliche Darmerkrankungen einer komplexen<br />
genetischen Kontrolle unterlagen, denn es wurden 10 QTL (Cdcs1 bis 10) gefunden.<br />
Innerhalb dieser QTL konnten 8 Kandidatengene identifiziert werden, zu denen unter<br />
an<strong>der</strong>em auch <strong>Cd14</strong> gehörte, das in C3Bir-Il10 -/- deutlich höher exprimiert wurde als<br />
in B6-Il10 -/- (DE BUHR et al., 2006). Diese divergierende <strong>Cd14</strong>-Expression war mit<br />
stammspezifischen Promotorpolymorphismen assoziiert. In silico Analysen legten<br />
nahe, dass diese Promotorpolymorphismen zur Ausbildung unterschiedlicher<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen führten. Nachfolgende in vitro Untersuchungen<br />
<strong>der</strong> Promotoren zeigten stammspezifische Aktivitäten, die mit den in vivo detektierten<br />
unterschiedlichen basalen Expressionen <strong>des</strong> <strong>Cd14</strong>-Gens korrelierten (DE BUHR et<br />
al., 2009). Im murinen Genom liegt <strong>Cd14</strong> innerhalb <strong>des</strong> QTL-Intervalls Cdcs6 auf<br />
Chromosom 18, während es beim Menschen im IBD5-Lokus auf Chromosom 5q<br />
kodiert wird. Um die Frage zu klären, welche Promotorpolymorphismen <strong>der</strong><br />
stammspezifischen <strong>Cd14</strong>-Expression zu Grunde lagen, wurden trunkierte und<br />
mutagenisierte Promotoren bei<strong>der</strong> <strong>Maus</strong>stämme mittels transienter Transfektion und<br />
Reportergenanalysen untersucht.<br />
8.1 Vorarbeiten zur Etablierung <strong>des</strong> Modells für die Promotoranalysen<br />
Um zu eruieren, welche Zelllinie am besten für die Untersuchung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotoren geeignet war, wurden verschiedene Zelllinien <strong>hinsichtlich</strong> ihrer <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression sowie Transfizierbarkeit untersucht.<br />
In Western Blot Untersuchungen wurde in RAW264.7-Zellen sowohl basal als auch<br />
nach LPS-Stimulation eine deutlich höhere <strong>Cd14</strong>-Expression nachgewiesen als in<br />
NIH3T3-Zellen (siehe Abbildung 4). Makrophagen gehören zur Gruppe <strong>der</strong><br />
Monozyten, die sowohl eine hohe basale CD14-Expression als auch eine deutliche<br />
Stimulierbarkeit zeigen (NASU et al., 1991; BARBOUR et al., 1998; KITCHEN et al.,<br />
2000), während die Stimulierbarkeit <strong>der</strong> Produktion dieses Proteins in den<br />
Bindegewebszellen Fibroblasten geringer ausfällt (WATANABE et al., 1996;<br />
MCANULTY et al., 2006). Als Referenzgen wurde in den Western Blot Analysen β-
83<br />
Aktin eingesetzt, das als Strukturprotein ein Bestandteil <strong>der</strong> Zellmembran in<br />
eukaryotischen Zellen ist (HOCK et al., 1991) und unabhängig von äußeren Faktoren<br />
sowie dem Typ o<strong>der</strong> dem Entwicklungsstadium <strong>der</strong> Zelle exprimiert wird (DE KOK et<br />
al., 2004). Die Ergebnisse <strong>der</strong> Western Blot Untersuchungen zeigten, dass sich<br />
RAW264.7-Zellen <strong>hinsichtlich</strong> ihrer <strong>Cd14</strong>-Expression deutlich besser für die<br />
Promotoranalysen eigneten als NIH3T3-Zellen.<br />
Da die Transfektion muriner Makrophagen nach Erfahrungen <strong>der</strong> Arbeitsgruppe<br />
schwierig war, wurden neben den RAW264.7-Zellen auch NIH3T3-Zellen <strong>hinsichtlich</strong><br />
ihrer Transfizierbarkeit mit verschiedenen Reagenzien getestet (siehe Abbildung 15<br />
bis Abbildung 20 und Tabelle 3). Durch die Transfektion eines GFP-pAd-Track-CMV-<br />
Plasmids mit Polyfect® in NIH3T3-Zellen konnten 25% <strong>der</strong> Zellen reproduzierbar<br />
transfiziert werden, wie schon von SOKOLOVA et al. (2009) gezeigt wurde. Die<br />
transiente Transfektion <strong>der</strong> Makrophagenzelllinie wurde unter Verwendung <strong>des</strong><br />
gleichen Plasmids mit verschiedenen Reagenzien untersucht: Die Applikation <strong>des</strong><br />
Fugene®HD-Systems führte zur Fluoreszenz etwa je<strong>der</strong> hun<strong>der</strong>tsten Zelle, während<br />
eine Kombination auf Targefect® RAW und Virofect® zu einer Transfektionseffizienz<br />
von ca. 5% führte. Laut Herstellerangaben sollten hierdurch bis zu 20% erreicht<br />
werden. Mit Hilfe von Superfect® wurden Raten von etwa 7% erzielt, die in an<strong>der</strong>en<br />
Publikationen mit bis zu 80% transfizierter RAW264.7-Zellen deutlich höher ausfielen<br />
(WATANABE et al., 2003; ZHOU et al., 2004). Durch die Transfektion <strong>der</strong> Monozyten<br />
mittels Xtreme Gene® 9 DNA und Xtreme Gene® HP DNA sollten laut<br />
Herstellerangaben ca. 5 % <strong>der</strong> Zellen transfiziert werden können. Das traf für Xtreme<br />
Gene® 9 DNA zu, während mit Hilfe von Xtreme Gene® HP DNA eine<br />
Transfektionseffizienz von ca. 25% erzielt wurde. Beide Zelllinien konnten also mit<br />
einer reproduzierbaren Effizienz von 25% transfiziert werden. Da sich die RAW264.7-<br />
Zellen <strong>hinsichtlich</strong> ihrer <strong>Cd14</strong>-Expression deutlich besser für die Promotoranalysen<br />
eigneten als Zellen <strong>der</strong> Linie NIH3T3, wurden die <strong>Promotors</strong>tudien in <strong>der</strong><br />
vorliegenden Arbeit mit Xtreme Gene® HP DNA an RAW264.7-Zellen durchgeführt.<br />
8.2 Aktivitäten <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir-Il10 -/- und B6-Il10 -/-<br />
<strong>Cd14</strong> wurde im Colitis suszeptiblen <strong>Maus</strong>stamm C3Bir-Il10 -/- deutlich höher<br />
exprimiert als in den resistenten B6-Il10 -/- (BLEICH et al., 2003). Sequenzanalysen<br />
und in silico Untersuchungen ließen vermuten, dass diese divergierenden<br />
Expressionen durch stammspezifische Promotorpolymorphismen verursacht wurden<br />
und zur Ausbildung unterschiedlicher Transkriptionsfaktorbindungsstellen führten<br />
(DE BUHR et al., 2009). Um die Position <strong>der</strong> für die unterschiedliche<br />
Promotoraktivität verantwortlichen Sequenzen nun in dieser Arbeit zu bestimmen,
84<br />
wurden beide Promotoren zunächst in annähernd 300 bp großen Schritten verkürzt.<br />
Nach transienter Transfektion in RAW264.7-Zellen und Reportergenanalysen<br />
konnten die putativen Funktionen einiger Elemente ermittelt werden. Die<br />
Promotorabschnitte, die den größten Einfluss auf die Aktivität zu haben schienen,<br />
wurden weitergehend untersucht und durch Elimination <strong>der</strong> zu analysierenden<br />
Erkennungssequenzen genauer betrachtet. In einem letzten Schritt wurden die nun<br />
vorläufig identifizierten Wirkungsweisen einiger Zielsequenzen, die das<br />
Expressionsniveau stark zu beeinflussen schienen, mittels Mutagenese ihrer<br />
zentralen Bindungselemente analysiert. Auf diese Weise konnten die Funktionen <strong>der</strong><br />
überprüften Zielsequenzen endgültig geklärt werden.<br />
Bei diesen Untersuchungen stellten sich PPARG, SP2 (beide C3Bir-Il10 -/- ) und OCT1<br />
(B6-Il10 -/- ) als aktivierend heraus. In den Trunkierungsversuchen zeigten sich SP1<br />
(C3Bir-Il10 -/- ), PPARG und SP1 (beide B6-Il10 -/- ) als anregend, während sich in den<br />
Mutageneseanalysen ihre hemmende Funktion herausstellte . Die zunächst als<br />
inhibitorisch betrachteten Zielsequenzen für OCT1 (C3Bir-Il10 -/- ), E2F sowie PAX2<br />
(beide B6-Il10 -/- ) stellten sich als anregend heraus.<br />
PPARG<br />
PPARG wird sowohl bei <strong>der</strong> <strong>Maus</strong> als auch beim Menschen auf Chromosom 6<br />
kodiert und för<strong>der</strong>t Plazenta-, Herz- sowie Fettgewebsentwicklung (BARAK et al.,<br />
1999). Außerdem dient es <strong>der</strong> Makrophagendifferenzierung und wird aufgrund seiner<br />
antiinflammatorischen Wirkung zur Behandlung von TypII-Diabetes eingesetzt<br />
(TONTONOZ et al., 1998; HAARA et al., 2000). Des Weiteren werden PPARG-<br />
Liganden in <strong>der</strong> Colitis-Therapie gegen die Entzündungsreaktion <strong>der</strong><br />
Darmschleimhaut verwendet (SU et al., 1999), denn es verhin<strong>der</strong>t die<br />
Zytokinausschüttung von Monozyten und somit die Aktivierung <strong>des</strong> NFκB-Pfa<strong>des</strong><br />
(RICOTE te al., 1998). Es wurde gezeigt, dass die PPARG-Erkennungssequenz <strong>des</strong><br />
C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> eine aktivierende Wirkung vermittelte. HORTECELLAS et al.<br />
(2011) fanden heraus, dass PPARG einen schützenden Effekt auf den Verlauf<br />
muriner entzündlicher Darmerkrankungen hatte. Diese antiinflammatorische Wirkung<br />
wurde einer Inhibition <strong>der</strong> Zytokinausschüttung sowie <strong>der</strong> Expression<br />
proinflammtorischer Adhäsionsmoleküle in <strong>Maus</strong>-T-Zellen zugeschrieben (GURI et<br />
al., 2010). Im <strong>Maus</strong>modell konnte nachgewiesen werden, dass die Anwesenheit<br />
intestinaler Mikroflora zu einer erhöhten Expression von PPARG führte, die in<br />
murinen Darmentzündungsmodellen ausblieb (DUBUQOUY et al, 2003). Außerdem<br />
wurden Polymorphismen im humanen PPARG-Gen mit einer erhöhten Suszeptibilität<br />
für CED in Verbindung gebracht (ANDERSEN et al., 2011). Die Ergebnisse <strong>der</strong><br />
vorliegenden Studie bezüglich <strong>der</strong> Funktion von PPARG stimmen also mit den bisher<br />
zu diesem Thema veröffentlichten Untersuchungen überein. Mittels EMSA wurde<br />
bewiesen, dass <strong>der</strong> PPARG-Transkriptionsfaktor im C3Bir-<strong>Cd14</strong>-Promotor
85<br />
physikalisch mit <strong>der</strong> zugehörigen Bindungsstelle im Promotor interagierte und sich<br />
dort anlagerte. Außerdem konnte gezeigt werden, dass diese Bindung nach<br />
Mutagenese <strong>der</strong> zentralen Zielsequenz nicht entstand.<br />
SP2<br />
SP2 wird im <strong>Maus</strong>genom auf Chromosom 11 kodiert und beim Menschen auf<br />
Chromosom 17q21.3. Der Transkriptionsfaktor SP2 hat eine stark aktivierende<br />
Funktion und reguliert das Zellwachstum sowie die Differenzierung und die<br />
Tumorgenese von epi<strong>der</strong>malen Stammzellen (KIM, 2011). Außerdem ist es an <strong>der</strong><br />
Regulation von Entzündungsprozessen beteiligt, indem es die Interfreon γ induzierte<br />
Expression <strong>des</strong> Suppressor of cytokine signalling (SOCS) Gens för<strong>der</strong>t<br />
(LETOURNEUR et al., 2009). In <strong>der</strong> vorliegenden Studie wurde bewiesen, dass die<br />
SP2-Bindungsstelle im C3Bir-<strong>Cd14</strong>-Promotor eine aktivierende Funktion hat. Im<br />
Zuge <strong>der</strong> Untersuchung <strong>des</strong> humanen <strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> zeigte sich, dass SP2 dort –<br />
unseren Ergebnissen entsprechend – eine anregende Wirkung hatte. Homozygote<br />
Träger einer Mutation dieser Zielsequenz zeigten eine stark reduzierte Expression<br />
von <strong>Cd14</strong>, was mit einer erhöhten Anfälligkeit für entzündliche Erkrankungen in<br />
Verbindung gebracht wurde (LEVAN et al., 2001). Diese Untersuchungen stimmen<br />
mit den Ergebnissen <strong>der</strong> vorliegenden Arbeit überein. Durch EMSA-Analysen konnte<br />
gezeigt werden, dass <strong>der</strong> SP2-Transkriptionsfaktor im C3Bir-<strong>Cd14</strong>-Promotor<br />
physikalisch mit <strong>der</strong> zugehörigen Bindungsstelle im Promotor interagierte und sich<br />
dort anlagerte. Außerdem wurde bewiesen, dass diese Bindung nach Mutagenese<br />
<strong>der</strong> zentralen Zielsequenz nicht entstand.<br />
OCT1<br />
OCT1 wird im <strong>Maus</strong>genom auf Chromosom 17 kodiert und beim Menschen auf<br />
Chromosom 10q22.2. Es fungiert als Transportprotein sowie Transkriptionsfaktor und<br />
konnte mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung gebracht werden; so ist ein<br />
Polymorphismus im TNF-Promotor mit einer vierfach erhöhten Suszeptibilität für<br />
zerebrale Malaria assoziiert. Durch den SNP entsteht eine neue Bindungsstelle und<br />
es lagern sich OCT1-Proteine an den TNF-Promotor an. Das erhöht die<br />
Genexpression (KNIGHT et al., 1999). Der anregende Effekt von OCT1 wurde<br />
bereits an B-Zellen und an humanen Monozyten für die Expression von Lipoxin A4<br />
nachgewiesen (ANNWEILER et al., 1993; WAECHTER et al., 2012). Es wurde in <strong>der</strong><br />
vorliegenden Arbeit gezeigt, dass die Bindungsstelle für OCT1 in den <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotoren bei<strong>der</strong> Stämme aktivierend auf die Expression dieses Proteins wirkt.<br />
Eine ähnliche Funktion von OCT1 wurde bereits mit humaner CED in Verbindung<br />
gebracht. Im menschlichen TNF-Promotor konnte ein SNP ermittelt werden, <strong>der</strong> die<br />
Bindungsstelle eines OCT1-Elementes verän<strong>der</strong>te, sodass OCT1 nicht mehr binden<br />
konnte; das führte zu einer erhöhten Suszeptibilität für CED (VAN HEEL et al., 2002).
86<br />
Die Ergebnisse <strong>der</strong> vorliegenden Studie stimmen mit den Angaben in <strong>der</strong> Literatur<br />
über die transkriptionsför<strong>der</strong>nden Eigenschaften <strong>des</strong> Promotorelements überein.<br />
Die Bindung <strong>des</strong> OCT1-Transkriptionsfaktors an seine Zielsequenz im <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotor von C3Bir-Il10 -/- wurde durch EMSA nachgewiesen. Außerdem konnte<br />
gezeigt werden, dass diese Interaktion nach Mutagenese <strong>der</strong> zentralen Zielsequenz<br />
nicht entstand.<br />
E2F<br />
E2F wird im murinen Genom auf Chromosom 2 kodiert, während es beim Menschen<br />
auf Chromosom 20q11.2 liegt. Es wirkt als anregen<strong>der</strong> Transkriptionsfaktor (DYSON<br />
et al., 1998) und ist so an <strong>der</strong> Apoptoseinduktion in eukaryotischen Zellen beteiligt<br />
(WU et al., 1994). Außerdem aktiviert es als Transkriptionsfaktor die Progression <strong>des</strong><br />
Zellzyklus von <strong>der</strong> G2- in die Metaphase und för<strong>der</strong>t die Zelldifferenzierung (REN et<br />
al., 2002). Des Weiteren wirkt es antiinflammatorisch, indem es in Endothelzellen IκB<br />
stabilisiert und so den NFκB-Pfad blockiert (CHEN et al., 2002). Die Analyse <strong>der</strong><br />
Zielsequenz für E2F im <strong>Cd14</strong>-Promotor von B6-Il10 -/- ergab, dass sie einen<br />
för<strong>der</strong>nden Effekt auf die Proteinexpression hatte, was mit den genannten<br />
Publikationen übereinstimmt. Im Rahmen einer Darmentzündung wurde E2F in <strong>der</strong><br />
vorliegenden Studie zum ersten Mal untersucht und stellt bezüglich CED<br />
möglicherweise einen neuen Therapieansatz dar. Anhand von EMSA-<br />
Untersuchungen wurde bewiesen, dass <strong>der</strong> E2F-Transkriptionsfaktor im <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotor von C3Bir-Il10 -/- physikalisch mit <strong>der</strong> zugehörigen Bindungsstelle im<br />
Promotor interagierte und sich dort anlagerte. Außerdem konnte gezeigt werden,<br />
dass diese Bindung nach Mutagenese <strong>der</strong> zentralen Zielsequenz nicht entstand.<br />
PAX2<br />
Pax2 liegt im Genom <strong>der</strong> <strong>Maus</strong> auf Chromosom 19 und beim Menschen auf<br />
Chromosom 10q24, auf dem sich auch ein Suszeptibilitätslokus für CED befindet<br />
(siehe Tabelle 6). Der Transkriptionsfaktor PAX2 spielt eine zentrale Rolle in <strong>der</strong><br />
regelgerechten Entwicklung <strong>des</strong> Nieren- und Zentralnervensystems, indem es die<br />
Expression <strong>des</strong> Wilms' Tumor Suppressor Gens (WT1) för<strong>der</strong>t (FICKENSCHER et al.,<br />
1993; DEHBI et al., 1996). Durch die Untersuchung <strong>der</strong> PAX2-Bindungsstelle <strong>des</strong><br />
<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> von B6-Il10 -/- konnte gezeigt werde, dass sie eine aktivierende<br />
Wirkung hatte. Die för<strong>der</strong>nde Eigenschaft <strong>des</strong> Transkriptionsfaktors wurde im<br />
Rahmen <strong>der</strong> Entwicklung <strong>des</strong> Nieren- und Zentralnervensystems bereits mehrfach<br />
belegt. Die Assoziation zu Darmerkrankungen wird in dieser Untersuchung zum<br />
ersten Mal dargelegt. Möglicherweise bietet PAX2 einen Ansatz für neue Therapien<br />
<strong>der</strong> CED <strong>des</strong> Menschen. Die EMSA-Analyse <strong>des</strong> PAX2-Transkriptionsfaktors zeigte,<br />
dass er an den C3Bir-<strong>Cd14</strong>-Promotor band, und dass diese Bindung nach
87<br />
Mutagenese <strong>der</strong> zentralen Bindungsstelle <strong>der</strong> Erkennungssequenz nicht mehr<br />
zustande kam.<br />
In weiteren Studien wurden die CD14-Promotoren an<strong>der</strong>er Spezies untersucht, wie<br />
z.B. an den Leberzellen <strong>der</strong> Ratte (LIU et al., 2000): Bei <strong>der</strong> Ratte existierten, wie in<br />
diesem <strong>Maus</strong>modell, zahlreiche AP1- und SP1-Erkennungssequenzen. Es wurde<br />
gezeigt, dass Zielsequenzen für sowohl AP1 als auch SP1 die Hintergrundaktivität<br />
<strong>der</strong> Expression bewirkten. Die Studie zu einem bovinen <strong>Cd14</strong>-Promotor för<strong>der</strong>te<br />
ebenfalls eine hohe Anzahl an Bindungsstellen für AP1 und SP1 zutage, denen eine<br />
basal aktivierende Wirkung zugesprochen wurde (IBEAGHA-AWEMU et al., 2008).<br />
Eine Analyse <strong>des</strong> <strong>Maus</strong>-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> (MATSUURA et al., 1992) identifizierte<br />
gleichermaßen eine AP1-Bindungsstelle als für die Hintergrundaktivität <strong>des</strong><br />
<strong>Promotors</strong> verantwortliches Element, ebenso wie im humanen CD14-Promotor<br />
(LEVAN et al., 2001). Wie in <strong>der</strong> vorliegenden Studie dargelegt, trifft das nicht auf die<br />
vorliegenden, untersuchten Elemente zu. Das in <strong>der</strong> 3‘-Region gelegene SP1 zeigte<br />
in den Trunkierungsversuchen eine inhibitorische Wirkung. Diese Wirkung trat in<br />
beiden <strong>Maus</strong>stämmen auf und wurde vermutlich durch ein weiteres, die SP1-<br />
Bindungsstelle flankieren<strong>des</strong> Promotorelement verursacht.<br />
Die Transkriptionsfaktorbindungsstellen PPARG, SP2 (beide C3Bir-Il10 -/- ) und OCT1<br />
(B6-Il10 -/- ) ließen sich <strong>hinsichtlich</strong> ihrer aktivierenden Funktion verifizieren. In den<br />
Trunkierungsversuchen stellten sich SP1 (C3Bir-Il10 -/- ), PPARG und SP1 (beide B6-<br />
Il10 -/- ) als anregend dar, während sich in den Mutageneseanalysen ihre hemmende<br />
Funktion zeigte. Die zunächst als inhibitorisch betrachteten Zielsequenzen für OCT1<br />
(C3Bir-Il10 -/- ), E2F sowie PAX2 (beide B6-Il10 -/- ) stellten sich als anregend heraus.<br />
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die stammesspezifische <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression auf den Einfluss mehrerer divergieren<strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
zurückzuführen ist und nicht durch einen einzigen<br />
Promotorpolymorphismus verursacht wird.<br />
8.3 Ausblick<br />
In dieser Arbeit wurde mit Hilfe von Mutagenesen gezeigt, dass die<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen für OCT1, PPARG und SP2 (C3Bir-Il10 -/- ) sowie<br />
E2F, Pax2 und OCT1 (B6-Il10 -/- ) aktivierende Funktionen besaßen, während SP1<br />
(C3Bir-Il10 -/- ), PPARG sowie SP1 (beide B6-Il10 -/- ) inhibierend wirkten. Da die<br />
stammspezifische <strong>Cd14</strong>-Expression jedoch durch weitere unterschiedliche<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen beeinflusst werden kann, sollten diese ebenfalls<br />
durch zielgerichtete Mutagenese ihrer zentralen Zielsequenzen überprüft werden.
88<br />
Außerdem sollten weitere Untersuchungen durchgeführt werden, um die <strong>der</strong><br />
Basalaktivität bei<strong>der</strong> Promotoren zu Grunde liegenden Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
zu orten. In den CD14-Promotoren an<strong>der</strong>er Spezies waren dafür<br />
SP1- und AP1- Zielsequenzen ausschlaggebend (IBEAGHA-AWEMU et al., 2008;<br />
MATSUURA et al., 1992; LEVAN et al., 2001), sodass auch in den beiden hier<br />
analysierten Stämmen diese Transkriptionsfaktoren genauer untersucht werden<br />
sollten. Die vermeintlich inhibierenden SP1-Sequenzen an den 5‘-Enden bei<strong>der</strong><br />
Promotoren sind genauer zu studieren. So kann festgestellt werden, ob die<br />
hemmende Eigenschaft <strong>der</strong> kürzesten Trunkierungen möglicherweise durch weitere,<br />
in dieser Region liegende Zielsequenzen verursacht wird. In vitro sollte eine<br />
Stimulation <strong>der</strong> Zellen, die die mutagenisierten Promotoren enthalten, mit LPS<br />
erfolgen; so kann analysiert werden, ob die <strong>Cd14</strong>-Expression in Anwesenheit von<br />
Bakterienbestandteilen durch die Mutagenese und damit die Inaktivierung definierter<br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen nachhaltig beeinflusst wird. Das ließe<br />
Rückschlüsse auf die Funktion <strong>der</strong> einzelnen Promotorelemente in vivo zu. Um zu<br />
klären, inwieweit die <strong>Cd14</strong>-Expression durch epigenetische Faktoren beeinflusst wird,<br />
sollten sich den noch ausstehenden Transfektionsversuchen und LPS-Stimulationen<br />
Methylierungsstudien anschließen. Solche Disulfid-Sequenzierungen können zeigen,<br />
welche DNS-Bereiche inaktiv sind bzw. welche Sequenzen exprimiert werden, um<br />
Schlussfolgerungen auf die Bedeutung <strong>der</strong> Bindungsstellen in vivo ziehen zu können.<br />
Die zentrale Rolle einiger Bindungselemente bezüglich <strong>der</strong> Beeinflussung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression in vitro sollte auch in vivo überprüft werden. Dazu stünde die<br />
Generierung von Knockout-Mäusen an, <strong>der</strong>en spezifische Bindungsstellen im <strong>Cd14</strong>-<br />
Promotor ausgeschaltet wären. Ihre Colitis-Suszeptibilität sollte in weiteren<br />
Versuchen analysiert werden. In diesem Rahmen sollten die als<br />
entzündungshemmend definierten Transkriptionsfaktoren SP2, OCT1, E2F und<br />
PAX2 näher analysiert und als Therapieform getestet werden. So könnten sich neue<br />
Ansätze für die Therapie humaner chronisch entzündlicher Darmerkrankungen<br />
ergeben.
9 Zusammenfassung<br />
Anne-Sophie Heitkamp<br />
89<br />
„<strong>Charakterisierung</strong> <strong>des</strong> <strong>Maus</strong>-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> <strong>hinsichtlich</strong> <strong>der</strong> Bedeutung von CD14<br />
für die intestinalen Barriere- und Abwehrmechanismen im Darm“<br />
Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen sind rezidivierende Entzündungen <strong>des</strong><br />
Gastrointestinaltraktes, die sich in die beiden Haupterscheinungsformen Colitis<br />
Ulcerosa und Morbus Crohn unterglie<strong>der</strong>n. Sie entstehen aufgrund genetischer<br />
Prädisposition in Verbindung mit immunologischen und umweltbedingten Faktoren.<br />
Interleukin-10-defiziente (Il10 tm1Cgn , Il10 -/- ) Mäuse dienen als Modell für humane CED.<br />
C3Bir-Il10 -/- und B6-Il10 -/- Mäuse zeigten eine unterschiedliche Empfänglichkeit für<br />
Colitis. Ein Faktor in diesem Modell ist die divergierende Expression <strong>des</strong><br />
schützenden Proteins CD14. Die in vitro Untersuchung <strong>der</strong> Promotoren bestätigte die<br />
Annahme einer höheren Aktivität im suszeptiblen Stamm C3Bir-Il10 -/- im Vergleich zu<br />
den suszeptiblen Mäusen B6-Il10 -/- . Diese ungleichen Expressionsniveaus waren auf<br />
stammesspezifische Polymorphismen zurückzuführen, die eine unterschiedliche<br />
Formierung von Transkriptionsfaktorbindungsstellen zufolge hatten.<br />
In <strong>der</strong> vorliegenden Arbeit wurden die <strong>Cd14</strong>-Promotoren bei<strong>der</strong> Stämme analysiert,<br />
um die <strong>der</strong> unterschiedlichen Expression <strong>des</strong> Oberflächenproteins zugrunde<br />
liegenden, divergierenden Promotorelemente zu identifizieren. Zu diesem Zweck<br />
wurde zunächst die Transfektion von murinen Makrophagen <strong>der</strong> Linie RAW264.7<br />
optimiert und die Versuche mit dem XtremeGene® HP DNA Reagenz durchgeführt.<br />
Die Promotorkonstrukte wurden in ein Luziferasereporterplasmid eingesetzt,<br />
transfiziert und mittels Kotransfektion eines für β-Galaktosidase kodierenden<br />
Plasmids normalisiert. Abschließend wurden die Zellextrakte mittels Luziferase- und<br />
β-Galaktosidaseanalysen untersucht und ausgewertet.<br />
Zunächst wurden die Promotoren bei<strong>der</strong> Stämme in annähernd 300 bp großen<br />
Schritten verkürzt, um eingrenzen zu können, in welchen Bereichen sich<br />
Zielsequenzen befanden, die entscheidenden Einfluss auf das Expressionsniveau<br />
nahmen. Um die vermuteten Funktionen <strong>der</strong> untersuchten Zielsequenzen verifizieren<br />
zu können, wurden weitere Trunkierungen vorgenommen und so gezielt einzelne<br />
Promotorelemente eliminiert. Anschließend folgten zielgerichtete Mutagenesen <strong>der</strong><br />
zentralen Bindungselemente <strong>der</strong> untersuchten Erkennungssequenzen, um <strong>der</strong>en<br />
putative Funktionen zu überprüfen.<br />
Die Transkriptionsfaktorbindungsstellen PPARG, SP2 (beide C3Bir-Il10 -/- ) und OCT1<br />
(B6-Il10 -/- ) ließen sich <strong>hinsichtlich</strong> ihrer aktivierenden Funktion verifizieren. In den<br />
Trunkierungsversuchen stellten sich SP1 (C3Bir-Il10 -/- ), PPARG und SP1 (beide B6-
90<br />
Il10 -/- ) als anregend dar, während sich in den Mutageneseanalysen ihre hemmende<br />
Funktion zeigte. Die zunächst als inhibitorisch betrachteten Zielsequenzen für OCT1<br />
(C3Bir-Il10 -/- ), E2F sowie PAX2 (beide B6-Il10 -/- ) stellten sich als anregend heraus.<br />
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die stammesspezifische <strong>Cd14</strong>-<br />
Expression auf den Einfluss mehrerer divergieren<strong>der</strong><br />
Transkriptionsfaktorbindungsstellen zurückzuführen ist und nicht durch einen<br />
einzigen Promotorpolymorphismus verursacht wird.
10 Summary<br />
Anne-Sophie Heitkamp<br />
91<br />
„Characterization of the murine <strong>Cd14</strong> promoter regarding its significance for intestinal<br />
barrier and defense mechanisms”<br />
Inflammatory bowel diseases (IBD) are recurrent inflammations of the gastrointestinal<br />
tract that can be devided into two main forms: Crohn’s Disease and Ulcerative Colitis.<br />
Both are caused by genetic predispositions in combination with immunological and<br />
environmental factors. Susceptibility to colitis varies between C3Bir-Il10 -/- and B6-<br />
Il10 -/- . One factor in this model is the different expression of the protecting surface<br />
protein CD14. In vitro studies of the promoters confirmed the assumed higher activity<br />
in the susceptible C3Bir-Il10 -/- strain compared with<br />
B6-Il10 -/- mice. The varying expression levels were reduced to strain specific<br />
promoter polymorphisms that led to the formation of different transcription factor<br />
binding sites. In the study at hand <strong>Cd14</strong> promoters of both strains were analyzed to<br />
identify polymorphisms that cause strain specific disease susceptibility. Therefore,<br />
the transient transfection of murine macrophages RAW264.7 was optimized and<br />
experiments were performed using XtremeGene® HP DNA. Promoter conctructs<br />
were inserted into luciferase reporter plasmids and transfected. Transfection<br />
efficiencies were normalized by co-transfection with β-galactosidase encoding<br />
plasmids. Subsequently, cell extracts were analyzed by luciferase and βgalactosidase<br />
assays. Initially promoters of both strains were truncated in<br />
approximately 300 bp steps to identify regions that where highly influential on<br />
expression levels. To verify the presumed functions of identified binding sites, further<br />
truncations were performed. The defined sequences were eliminated to gather<br />
information on their role in promoter activity. New truncations were transfected<br />
parallel to the ones already analyzed and evaluated. Preliminary defined functions of<br />
specific binding sites were checked by site-directed mutagenesis of their core<br />
elements in a last step. Transcription factor binding sites for PPARG, SP2 (both<br />
C3Bir-Il10 -/- ) und OCT1 (B6-Il10 -/- ) were confirmed as activating elements. Truncation<br />
experiments showed SP1 (C3Bir-Il10 -/- ), PPARG and SP1 (both B6-Il10 -/- ) to have<br />
stimulating role. However, mutagenesis of the central binding elements evinced an<br />
inhibiting influence on the expression levels. OCT1 (C3Bir-Il10 -/- ), E2F and Pax2<br />
(both B6-Il10 -/- ) appeared to be repressive at first and later emerged as activating<br />
elements. In summary, it can be stated that the strain specific <strong>Cd14</strong> expression is<br />
caused by several divergent transcription factor binding sites and cannot be reduced<br />
to a single promoter polymorphism.
11 Anhang 1: Literaturteil<br />
11.1 Kandidatengene für CED<br />
92<br />
Tabelle 5: Kandidatengene für CED (modifiziert nach BÜCHLER, 2010)<br />
Name Lokus Gen CU MC Referenz<br />
IBD 1 16q12 NOD2/CARD15 + - OGURA et al.,<br />
2001; SHUGART<br />
et al., 2008<br />
IBD 2 12p13.2-q24.1 - - + CURRAN et al.,<br />
1998; HAMPE et<br />
al., 1999;<br />
SATSANGI et al.,<br />
1996; DUERR et<br />
al., 1998; YANG et<br />
al., 1999; PARKES<br />
IBD 3 6q21.3 HLA-DRB1*1502- Allel<br />
HLA-DRB1*0103-Allel<br />
HLA-DRB1*0701-Allel<br />
TNF<br />
+<br />
-<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
-<br />
et al., 2000<br />
HAMPE et al.,<br />
1999; YANG et al.,<br />
1999; DECHAIRO<br />
et al., 2001;<br />
ASAKURA et al,<br />
1982; SUGIMURA<br />
et al., 1993;<br />
FERNANDEZ et<br />
al., 2004;<br />
HANCOCK et al.,<br />
2008; SATSANGI<br />
et al., 1996;<br />
SILVERBERG et<br />
al., 2003;<br />
ORCHARD et al.,<br />
2002; DE LA<br />
CONCHA et al.<br />
1999; NEWMAN et<br />
al., 2004; AHMAD<br />
et al., 2002;<br />
O’CALLAGHAN et<br />
al., 2003; van<br />
HEEL et al., 2002;<br />
TREMMELING et<br />
al., 2006; SASHIO<br />
et al., 2002<br />
IBD 4 14q11-q12 - + - MA et al., 2000;<br />
DUERR et al.,<br />
2000
93<br />
IBD 5 5q31 SLC22A4/SLC22A5<br />
IFR1, IL3-5, IL13<br />
IBD 6 19p13 MAST3, ICAM1,<br />
ICAM3, IL12RB1,<br />
A1011S in MYO9B<br />
+ - RIOUX et al., 2000;<br />
RIOUX et al., 2001;<br />
WALLER et al.,<br />
2006;<br />
PELTEKOVA et al.,<br />
2004;<br />
SILVERBERG et<br />
al., 2007<br />
+ + RIOUX et al., 2000;<br />
VAN HEEL et al.,<br />
2003; LABBÉ et<br />
al., 2008<br />
IBD 7 1p36 - + + SHUGART et al.,<br />
2008; CHO et al.,<br />
2000<br />
IBD 8 16p - + + HAMPE et al.,<br />
2002; ANNESE et<br />
al., 2003<br />
IBD 9 3p26 - + + SATSANGI et al.,<br />
1996; DUERR et<br />
al., 2002; HAMPE<br />
et al., 2001<br />
IBD11 7q22 MUC3A + + DUERR et al.,<br />
1998; KYO et al.,<br />
1999; KYO et al.,<br />
2001;<br />
11.2 CED Suszeptibilitätsloci und Genassoziationen<br />
Tabelle 6: In GAWS detektierte, mehrfach replizierte CED Suszeptibilitätsloci und<br />
Genassoziationen<br />
Locus Genassoziationen /<br />
Kandidatengene<br />
1p13.2 Protein Thyrosin<br />
Phosphatase (PTPN) 22<br />
Funktion MC CU Referenz<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009
1p31.3 Interleukin 23 Receptor<br />
(IL23R)<br />
1p36.13 Phospholipase A2, Group<br />
IIE (PLA2G2E),<br />
Ovarian Tumor Domain<br />
Containing 3 (OTUD3),<br />
Ring Finger Protein 186<br />
(RNF186)<br />
1p36.23 Vesicle-associated<br />
Membrane Protein 3<br />
(VAMP3)<br />
1q21.2 Extracellular Matrix Protein<br />
(ECM) 1<br />
1q22 Secretory Carrier<br />
Membrane Protein<br />
(SCAMP3), Mucin 1<br />
(MUC1)<br />
94<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Phospholipase<br />
Zink Finger<br />
Zink Finger<br />
+ + DUERR et<br />
al., 2006;<br />
BELLEN-<br />
GUEZ et<br />
al., 2007;<br />
LIBIOULLE<br />
et al., 2007;<br />
RAELSON<br />
et al., 2007;<br />
RIOUX et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FISHER et<br />
al., 2008;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2010;<br />
FRANKE et<br />
-<br />
+<br />
al., 2010<br />
FISHER et<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
SILVER-<br />
BERG et<br />
al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2012<br />
Exozytose + - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Epithelbarriere - + FISHER et<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
IMIELINSKI<br />
Proteintransport<br />
Proteinbindung<br />
et al., 2009<br />
+ - FRANKE et<br />
al. 2010
1q23.3 Fc Fragment of IgG Low<br />
Affinity IIa Receptor<br />
(FCGR2A), FCGR2C,<br />
HSPA6<br />
1q24 Flavin-containing<br />
Monooxygenase (FMO) 4<br />
1q31.3 Differentially Expressed in<br />
Normal and Neoplastic<br />
Cells/ MAP-kinase<br />
Activating Death Domain<br />
Containing 1B (DENND1B)<br />
1q32.1* IL10, IL19, IL20,<br />
Kinesin Family Member<br />
21B (KIF21B)<br />
2p16.1 Reticuloendotheliosis Viral<br />
Oncogene Homolog (REL),<br />
CCDC139,<br />
Pseudouridylate Synthase<br />
10 (PUS10),<br />
Chromosome 2 Open<br />
Reading Frame 74<br />
(C2orf74)<br />
95<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
- + ASANO et<br />
al., 2009;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009;<br />
ANDER-<br />
SON et al.,<br />
2011<br />
Oxygenase + - BELLENGU<br />
EZ et al.,<br />
2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
PARKES et<br />
al., 2007;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008<br />
Endozytose + - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Mikrotubulusaktivität<br />
Proteinbindung<br />
Isomerase<br />
Nicht bekannt<br />
+ + FOWLER et<br />
al., 2005;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
ANDER-<br />
SON et al.,<br />
2009;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ + MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010
96<br />
2p21 Thyroid Adenoma<br />
Nicht bekannt + - FRANKE et<br />
Associated (THADA)<br />
al., 2010<br />
2p23.3 Glucokinase Regulator Glukokinase- + - FRANKE et<br />
(GCKR), DNA<br />
inhibition<br />
al., 2010<br />
Methyltransferase 3 Alpha DNS-<br />
(DNMT3A)<br />
Methylierung<br />
2q12.1 Interleukin 1 Receptor-like Adaptives + - FRANKE et<br />
1 (IL1RL1), Interleukin 18<br />
Receptor Accessory<br />
Protein (IL18RAP),<br />
IL12RL2, IL18R1<br />
Immunsystem<br />
al., 2010<br />
2q33.1 Special AT-rich Sequence Chromatin- - + MC-<br />
Binding Protein Homebox bindung<br />
GOVERN et<br />
2 (SATB2),<br />
al., 2009;<br />
Phospholipase C-like 1 Intrazelluläre<br />
FRANKE et<br />
(PLCL1)<br />
Signaltransduktion<br />
al., 2010<br />
2q35 Actin-Related Protein Nicht bekannt - + FRANKE et<br />
(ARPC) 2<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
2q37.1 Autophagy Related 16-Like Autophagozytose + - DUERR et<br />
(ATG16L) 1,<br />
al., 2006;<br />
SP140 Nuclear Body Chromatin-<br />
BELLEN-<br />
Protein (SP140)<br />
bindung<br />
GUEZ et<br />
al., 2007;<br />
HAMPE et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2010
3p21.31 Macrophage-Stimulating<br />
(MST) 1,<br />
Bassoon (BSN)<br />
Glutathione Peroxidase 1<br />
(GPX1)<br />
97<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
+ + BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
PARKES et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
3p24.3 Nicht bekannt Nicht bekannt + - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
5p13.1 Prostaglandin E Receptor Prostaglandin- + + BELLEN-<br />
Subtype EP (PTGER) 4 Rezeptor<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
LIBIOULLE<br />
et al., 2007;<br />
PARKES et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
5p15.33 Centrosomal Protein Proteinbindung - + MC-<br />
72kDa (CEP72), Tubulin<br />
GOVERN et<br />
Polymerization Promoting<br />
Protein (TPPP)<br />
al., 2009<br />
5p33.3 IL12b (p40) Adaptives + + BARRETT<br />
Immunsystem<br />
et al., 2008;<br />
PARKES et<br />
al., 2007;<br />
FISHER et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2010<br />
5q13.2 Nicht bekannt Nicht bekannt + - FRANKE et<br />
al., 2010
5q15 Endoplasmic Reticulum<br />
Aminopeptidase (ERAP2)<br />
5q31.1 Solute Carrier Camily 22,<br />
Member 4 (SLC22) A4 /<br />
SLC22A5, IRF1, IL3<br />
5q31.3 Neural Precursor Cell<br />
Expressed<br />
developmentally Downregulated<br />
4 Family<br />
Interacting Protein 1<br />
(NDFIP1)<br />
5q33.1 Immunity-related GTPase<br />
Family M Member (IRGM)<br />
98<br />
Innates<br />
Immunsystem<br />
Transportprotein<br />
Chromatinbindung<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
5q33.2 IL12B Adaptives<br />
Immunsystem<br />
5q35.2 Cytoplasmic<br />
Polyadenylation Element<br />
Binding Protein (CPEB4)<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - PARKES et<br />
al, 2007;<br />
RAELSON<br />
et al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Autophagie + - BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
PARKES et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
PARKES et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
Chromatinbindung<br />
al., 2010<br />
+ + PARKES et<br />
al., 2008;<br />
ANDERSON<br />
et al., 2011<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010
6p21.32 BTNL2, HLA-DRA, HLA-<br />
DRB5, HLA-DRB1, HLA-<br />
DQA1, HLA-DQB1, MHC,<br />
Butyrophilin-Like 2<br />
(BTNL2)<br />
99<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
+ + KUGAT-<br />
HASAN et<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
SILVER-<br />
BERG et al.,<br />
2009;<br />
ANDERSON<br />
et al., 2011;<br />
FRANKE et<br />
al., 2012<br />
- + ASANO et<br />
6p21.33 HLA Adaptives<br />
Immunsystem<br />
al., 2009<br />
6p22 Cyclin-dependent kinase 5 Zell-<br />
+ - BARRETT<br />
regulatory subunit<br />
differenzierung,<br />
et al., 2008;<br />
associated protein 1-like 1 Apoptose<br />
IMIELINSKI<br />
(CDKAL 1)<br />
et al., 2009<br />
6p25.2 Nicht bekannt Nicht bekannt + - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
6q15 BTB and CNC homology 1 Transkriptions- + - FRANKE et<br />
Basic Leucine Zipper<br />
Transcription Factor 2<br />
(BACH2)<br />
faktor<br />
al., 2010<br />
6q21 Nicht bekannt Nicht bekannt + - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
6q23.3 Nicht bekannt Nicht bekannt - + ANDERSON<br />
et al., 2011<br />
6q25.3 T-cell Activation<br />
Adaptives + - FRANKE et<br />
RhoGTPase Activating<br />
Protein (TAGAP)<br />
Immunsystem<br />
al., 2010<br />
6q27 Chemokine(C-C motif) Adaptives + - BARRETT<br />
receptor (CCR) 6,<br />
Immunsystem<br />
et al., 2008;<br />
FGFR10P, Ribonuclease A<br />
IMIELINSKI<br />
Family 2 (RNASE2)<br />
et al., 2009;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al, 2010<br />
7p12.2 Zona Pellucida Binding Epithelbarriere + - BARRETT<br />
Protein (ZPBP)<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009
7q21.1* ATP-Binding Cassette,<br />
Subfamily B, Member 1<br />
(ABCB1; Multi Drug<br />
Resistance1, MDR1)<br />
100<br />
Transportprotein + + SATSANGI<br />
et al., 1996;<br />
CHO et al.<br />
1998;<br />
BRANT et<br />
al., 2003;<br />
ONNIE et<br />
al., 2006<br />
7q22 MUC3A Epithelbarriere + + SATSANGI<br />
et al.,1996;<br />
KYO et al.,<br />
1999; KYO<br />
7q22.1 SMAD-specific E3<br />
Ubiquitin-protein Ligase 1<br />
(SMURF1), Karyopherin<br />
Alpha 7 (KPNA7)<br />
7q31.1 SLC26A3,<br />
Dihydrolipoamide<br />
Dehydrogenase (DLD),<br />
Laminin Beta 1 (LAMB1),<br />
SLC26A3<br />
et al., 2001<br />
Proteinbindung - + FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Transportprotein<br />
Glycinspaltung<br />
Zelladhäsion<br />
Transportprotein<br />
- + MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009;<br />
SILVER-<br />
BERG et al.,<br />
2009<br />
8q24.13 Nicht bekannt Nicht bekannt + - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
8q24.21 Nicht bekannt Nicht bekannt + - FRANKE et<br />
9p24.1 Janus Kinase (JAK) 2,<br />
Insulin-Like (INSL) 6,<br />
INSL4<br />
Signalmolekül<br />
Fruchtbarkeit<br />
al., 2010<br />
+ + BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009<br />
9q21.32 Nicht bekannt Nicht bekannt - + SILVER-<br />
BERG et al.,<br />
9q23 TNFSF15, TNFSF8 Adaptives<br />
Immunsystem<br />
2009<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010
9q32* Tumor Necrosis Factor<br />
superfamily member 15<br />
(TNFS15, TNF-like ligand<br />
1 A, TL1A)<br />
9q34.3 CARD9, Inositol<br />
Polyphosphate-5phosphatase<br />
(INPP5E),<br />
Serologically Defined<br />
Colon Cancer Antigen 3<br />
(SDCCAG3), Putative<br />
UDP-N-<br />
Acetylglucosamine-Peptide<br />
N-Acetylglucosaminyltransferase<br />
Homolog 16 A<br />
(SEC16A), Small Nuclear<br />
RNA Activating Complex<br />
Polypeptide 4 (SNAPC4)<br />
10p11 Cycline Y (CCNY);<br />
cAMP-Response Element<br />
Modulator (CREM);<br />
Cullin (CUL) 2<br />
10p15.1 Nitrat Reductase (NR)<br />
IL2RA<br />
101<br />
Adaptives<br />
Immunsystem,<br />
Apoptose<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Zellzyklus,<br />
Transkriptionsfaktor<br />
Zellzyklus<br />
Sulfitoxidase<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
10q21 PTPN2 Adaptives<br />
Immunsystem<br />
10q21.1 Ubiquitin-conjugating<br />
Enzyme E2D 1 (UBE2D1)<br />
+ - CHO et al.,<br />
1998;<br />
YAMASAKI<br />
et al., 2005;<br />
BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
PICORNELL<br />
et al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008<br />
+ + MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010;<br />
ANDERSON<br />
et al., 2011<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
+ - PARKES et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
PARKES et<br />
al., 2008<br />
Proteinbindung + - FRANKE et<br />
al., 2010
102<br />
10q21.2 Zinc Finger (ZNF) 365 Zink Finger<br />
Protein<br />
10q22.3 Zinc Finger MIZ-type<br />
Containing 1 (ZMIZ1)<br />
10q23-<br />
24*<br />
Disks Large Homolog<br />
(DLG) 5<br />
10q24.2 Natural Killer Cellassociated<br />
Antigen 2<br />
Transcription Factor<br />
Related, Locus 3 (NKX2-3)<br />
11p15.1 Breakpoint Cluster Regiondetected<br />
Lymphocyte<br />
Antigen (NELL1)<br />
+ - BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Zink Finger + + IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Signalmolekül + + HAMPE et<br />
al., 1999;<br />
STOLL et<br />
al., 2004;<br />
FRIED-<br />
RICHS et<br />
al., 2006;<br />
BROWNING<br />
Transkriptionsfaktor<br />
Zellwachstum<br />
und -<br />
Differenzierung<br />
11q IL10 Receptor α (IL10RA) Adaptives<br />
Immunsystem<br />
11q12.2 Fatty Acid Desaturase 1 Fettsäure-<br />
(FADS1)<br />
synthese<br />
11q13.1 Peroxiredoxin (PRDX5), Apoptose-<br />
Estrogen-related Receptor regulation<br />
Alpha (ESRRA)<br />
Proteinbindung<br />
et al., 2008<br />
+ + BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FISHER et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2007<br />
+ + GLOCKER<br />
et al., 2009<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010
11q13.5 Chromosome 11 Open<br />
Reading Frame 30<br />
(C11orf30)<br />
12q12 Leucine-rich repeat kinase<br />
(LRRK) 2,<br />
Mucin (Muc) 19,<br />
SLC2A13<br />
103<br />
Repressor-<br />
protein<br />
Signalmolekül<br />
Epithelbarriere<br />
Transportprotein<br />
12q15 IL26, IL22, IFN-γ Adaptives<br />
Immunsystem<br />
13q12.13 Ubiquitin Specific<br />
Peptidase 12 (USP12)<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
- + FISHER et<br />
al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
SILVER-<br />
BERG et al.,<br />
2009<br />
Peptidase - + ASANO et<br />
al., 2009;<br />
ANDERSON<br />
et al., 2011<br />
13q13.3 Nicht bekannt Nicht bekannt + + SHUGART<br />
et al., 2008;<br />
ASANO et<br />
13q14.11 C13orf31,<br />
Coiled-Coil Domain<br />
Containing (CCDC) 122,<br />
Ecto-NOX Disulfide-Thiol<br />
Exchanger (ENOX) 1<br />
TNFSF11<br />
14q24.1 Zinc Finger Protein 36<br />
C3H Type-like 1<br />
(ZFP36L1)<br />
14q31.3 Galactosylceramidase<br />
(GALC), G Protein-coupled<br />
Receptor 65 (GPR65)<br />
15q22.33 Mothers Against<br />
Decapentaplegic Homolog<br />
3 (SMAD3)<br />
15q31.1 Hect Domain and Rolled<br />
Leaf (HERC) 2<br />
Nicht bekannt<br />
Nicht bekannt<br />
Transportprotein<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Kationenbindung<br />
Glycosphingo-<br />
lipidrezeptor <br />
Chromatinbindung<br />
al., 2009<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
Nicht bekannt - + FRANKE et<br />
al., 2008;<br />
BARRETT<br />
et al., 2009;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009
16p11.2 IL27, CCDC101, Ceroid-<br />
Lipofuscinosis Neuronal 3<br />
(CLN3), Eukaryotic<br />
Translation Initiation Factor<br />
3 Subunit C (EIF3C),<br />
Nuclear Protein<br />
Transcriptional Regulator 1<br />
(NUPR1), Sulfotransferase<br />
Family Cytosolic 1A<br />
Phenol-Preferring Member<br />
1 (SULT1A1), SULT1A2<br />
104<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Proteinbindung<br />
Proteinsynthese<br />
Apoptoseinduktion<br />
+ + IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
16p13.13 Class II Major<br />
Sulfatkonjugation<br />
Proteinbindung - + MC-<br />
Histocompatibility Complex<br />
GOVERN et<br />
Transactivator (CIITA)<br />
al., 2009<br />
16q12.1 Nucleotide-Binding Erkennung von + - DUERR et<br />
Oligomerization Domain Bakterien<br />
al., 2006;<br />
Containing (NOD) 2 /<br />
BELLEN-<br />
Caspase Recruitment<br />
GUEZ et al.,<br />
Domain Family, Member<br />
2007;<br />
15 (CARD15)<br />
LIBIOULLE<br />
et al., 2007;<br />
RAELSON<br />
et al., 2007;<br />
RIOUX et<br />
al., 2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2010;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2010<br />
16q22.1 Cadherin 1 Type 1 (CDH1) Zelladhäsion - + BARRETT<br />
et al., 2009<br />
16q24 Family with Sequence nicht bekannt + - RAELSON<br />
Similarity 92, member<br />
et al., 2007;<br />
(FAM92) B<br />
RIOUX et<br />
al., 2007<br />
17q12 Orosomucoid 1 Like 3 Sphingolipid- + - BARRETT<br />
(ORMDL3), ZPBP2M, synthese<br />
et al., 2008;<br />
GSDML, Chemokine (C-C<br />
MCmotif)<br />
Ligand (CCL) 2, Chemotaxis<br />
GOVERN et<br />
CCL7<br />
al., 2009
17q21.2 Signal Transducer and<br />
Activator of Transcription<br />
(STAT) 3, Orosomucoid 1<br />
Like (ORMDL) 3<br />
18p11.21 Protein Tyrosine<br />
Phosphatase, Non-<br />
Receptor Type (PTPN) 2<br />
19p13.2 Tyrosinekinase 2 (TYK2),<br />
Intercellular Adhesion<br />
Molecule 1 (ICAM1),<br />
ICAM3<br />
105<br />
Transkriptionsfaktor<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
+ + BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008<br />
+ + BELLEN-<br />
GUEZ et al.,<br />
2007;<br />
BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
FRANKE et<br />
al., 2008<br />
+ - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
19q13.11 Nicht bekannt Nicht bekannt + + IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
19q13.33 Fucosyltransferase 2 Antigensynthese + - FRANKE et<br />
(FUT2), Ras Interacting Signaltrans-<br />
al., 2010;<br />
Protein 1 (RASIP1) duktion<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2010<br />
20q13.13 Hepatocyte Nuclear Factor Transkriptions- - + BARRETT<br />
4 Alpha (HNF4A)<br />
faktor<br />
et al., 2009<br />
20q13.33 Tumor Necrosis Factor Adaptives + + KUGAT-<br />
Receptor Superfamily Immunsystem,<br />
HASAN et<br />
(TNFRSF) 6B, Regulator Apoptose<br />
al., 2008;<br />
of Telomere Elongation DNS-Helicase<br />
BARRETT<br />
Helicase 1 (RTEL1),<br />
et al., 2009;<br />
TNFRS-F6B, SLC2A4RG<br />
FRANKE et<br />
al., 2010<br />
21q21.1 Nicht bekannt Nicht bekannt + - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009;<br />
MC-<br />
GOVERN et<br />
al., 2009<br />
21q22.2 Proteasome (Prosome, Proteasomen + + FRANKE et<br />
Macropain) Assembly<br />
al., 2008;<br />
Chaperone (PSMG) 1 Adaptives<br />
KUGAT-<br />
Interleukin 10 Receptor, β Immunsystem<br />
HASAN et<br />
(Il10RB)<br />
al., 2008;<br />
GLOCKER<br />
et al., 2009
21q22.3 Inducible T-Cell Co-<br />
Stimulator Ligand<br />
(ICOSLG)<br />
106<br />
Adaptives<br />
Immunsystem<br />
+ - BARRETT<br />
et al., 2008;<br />
IMIELINSKI<br />
et al., 2009<br />
22q11.21 YDJC Hydrolase + - FRANKE et<br />
al., 2010<br />
22q12.2 HORMA domain<br />
Meiose<br />
+ + IMIELINSKI<br />
containing 2 (HORMAD2),<br />
et al., 2009;<br />
Myotubularin Related<br />
FRANKE et<br />
Protein 3 (MTMR3),<br />
Leukemia Inhibitory Factor<br />
Phosphatase<br />
al., 2010<br />
(LIF)<br />
Zelldifferenzierung<br />
22q13.1 TGF-beta Activated Kinase Adaptives + - FRANKE et<br />
1/MAP3K7 Binding Protein<br />
1 (MAP3K7IP1)<br />
Immunsystem<br />
al., 2010<br />
22q13.33 Interleukin 17 Receptor E- Nicht bekannt - + FRANKE et<br />
like (IL17REL)<br />
al., 2010<br />
* die entsprechenen Genloki wurden erstmals in Kopplungsanalysen beschrieben;<br />
MC = Morbus Crohn; CU = Colitis ulcerosa
12 Anhang 2: Material und Methoden<br />
12.1 <strong>Promotors</strong>equenzen und Primer<br />
107<br />
bp1-50:<br />
PKlila<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor AATGATGACGATGACGACGACGACGACGACAATAATGAAGACAATGCTGA<br />
PKlila/OCT1Revers IIOCT1Forward Z<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor AATGATGACGATGACGACGACGACGATGACAATGATGAAGACAATGCTGA<br />
************************** ****** ****************<br />
bp 51-100:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CGGCAAACCTTGCTTCCCAATTTTAGGAACACTGTGTAATGTGATTTGGC<br />
A<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CGGCAAACCTTGCTTCCCAATTTTAGGAACACTGTGTAATGTGATTTGGC<br />
**************************************************<br />
bp 101-150:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3 Bir Promotor CAATGTACCACTATCAAATACCACATTTTGCTTTGTTTTGTTATTTAAAC<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CAATGTACCACTATCAAATACCACATTTTGCTTTGTTTTGTTATTTAAAC<br />
**************************************************<br />
bp 151-200:<br />
B<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor AAGGTCTCTATTTAGTCCTAGTTGTCCTGGAACTCTTTTTGTAGGCCAGG<br />
B<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor AAGGTCTCTATTTAGTCCTAGTTGTCCTGGAACTCTTTTTGCAGGCCAGG<br />
***************************************** ********<br />
bp 201-250:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CTGGCCCTGAACTCAAGCTGGCCTGCCTCTGCCTCTTAATTGCTGGAATT<br />
C<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CTGGCCCTGAACTCAAGCTGGCCTGCCTCTGTCTCTTAATTGCTAGAATT<br />
******************************* ************ *****<br />
bp 251-300:<br />
900for<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor AAAGTCATTTCCTATTAGCCTAACAAGCTTTTTATAGAAAAGTATTGAAA<br />
900for<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor AAAGTCATTTCCTATTAGCCTAACAAGCTTTTTATAGAAAAGTATTGAAA<br />
**************************************************<br />
bp 301-350:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor AAGCTGGGCATGGTGGCTCACACCTATAATCCTAGCATTTGGGAGGCAGA<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor AAGCTGGGCATGGTGGCTCACACCTATAATCCTAGCATTTGGGAGGCAGA<br />
**************************************************<br />
bp 351-400:
108<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GGCAGGAGGAAAATCATGCGTTTCAGGCTAGGCTAGATTGGGTTACTAGA<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GGCAGGAGGAAAATCATGCGTTTCAGGCTAGGCTAGATTGGGTTACTAGA<br />
**************************************************<br />
bp 401-450:<br />
Seq1 OCT1 Revers<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CTGAGATATCATGGGGAGAATGGAGAGGTAGAGAGTGGGAGAAGAATGAA<br />
E2F Revers<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CTGAGATATCATGGGGAGAATGGAGAGGTAGAGAGTGGGAGAAGAATGAA<br />
**************************************************<br />
bp 451-500:<br />
ǁ OCT1 Forward<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor TTAATAAAGAACTGAATAAGATGGGAAGAAGGGAGAATTATTTTTCATAT<br />
ǁ E2F Forward<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor TTAATAAAGAACTGAATAAGACGGGAAGAAGGGAGAATTATTTTTCATAT<br />
********************* ****************************<br />
bp 501-550:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor TAACTCTCAACTTTGAGCTTTATTCTCTGCCTGGAATCTATAGATAAGTT<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor TAACTCTCAACTTTGAGCTTTATTCTCTGCCTGGAATCTATAGATAAGTT<br />
**************************************************<br />
bp 551-600:<br />
600 for<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CACAATCTTTCCACAAATGTCCAATTACATTCAAAGAAAATCAAGAGCTG<br />
600 for<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CACAATCTTTCCACAAATGTCCAATTACATTCAAAGAAAATCAAGAGCTG<br />
**************************************************<br />
bp 601-650:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GATTTGAACGGTGGGAAATTGCTAGCAACTAAGACTAGGGGAAAATGGAG<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GATTTGAACGGTGGGAAATTGCTAGCAACTAAGACTAGGGGAAAATGGAG<br />
**************************************************<br />
bp 651-700:<br />
D<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GTGAATCAATGGGACTGAGCAACAGAATAATGATCTAAGGCACTAGGTGT<br />
PPARG1Revers IIPPARG1Forward/D<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GTGAATCAATGGGACTGAGCAACAGAATAATGATCTAAGGCACTAGGTGT<br />
**************************************************
109<br />
bp 701-750:<br />
PPARG2Revers<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GATTCACTCTTTTCCTGTACGCACCAGACAAGTCCGGGGCTCATAGGTCA<br />
PPARG2Revers<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GATTCACCCTTTTCCTGTACGCACCAGACAAGTCCGGGGCGCATAGGTCA<br />
******* ******************************** *********<br />
bp 751-800:<br />
IIPPARG2Forward/E7Pax2Revers IIPAX2Forward<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor TCCTCCTGGCACAGAATGCCCTAATGCCACTCTGAATTCTTCCTGTTTTT<br />
IIPPARG2Forward/E<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor TCCTCCTGGCACAGAATGCCCTAATGCCACTCTGAATTCTTCCTGTTTTT<br />
**************************************************<br />
bp 801-850:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CGTCCCTCCCTAAAAAACACTTCCTTGCAATATTTACTAGAAGTGAGTAG<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CGTCCCTTCCTAAAAAACACTTCGTTGCAATATTTACTAGAAGTGAGTAG<br />
******* *************** **************************<br />
bp 851-900:<br />
300for<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GGCTGTTAGGAGGAAGAGAAGTGGAGACGCAATTAGAATTCACAGAGGAA<br />
300for<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GGCTGTTAGGAGGAAGAGAAGTGGAGACGCAATTAGAATTCACAGAGGAA<br />
**************************************************<br />
bp 901-950:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GGGACAGGGTGACACCCCAGGATTACATAAATTTACAGGGGCTGCCGAAT<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GGGACAGGGTGACACCCCAGGATTACATAAATTTACAGGGGCTGCCAAAT<br />
********************************************** ***<br />
bp 951-1000:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor TGGTCGAACAAGCCCGTGGAACCTGGAAGCCAGAGAACACCATCGCTGTA<br />
PAX2Revers II<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor TGGTCGAACAAGCCCGTGGAACCTGGAAGCCAGAGAACACCACCGCTGTA<br />
****************************************** *******<br />
bp 1001-1050:<br />
F<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor AAGGAAAGAAACTGAAGCTTTTCTCGGAGCCTATCTGGGCTGCTCAAACT<br />
PAX2Forward/ F<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor AAGGAAAGAAACTGAAGCCTTTCTCGGAGCCTATCTGGGCTGCTCAAACT<br />
****************** *******************************<br />
bp 1051-1100:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor TTCAGAATCTACCGACCATGGTGAGTCAGACAGACTGTCTTGGGGTGGAA<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor TTCAGAATCTACCGACCATGGTGAGTCAGACAG----TCTTGGGGTGGAA<br />
********************************* *************<br />
bp 1101-1150:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CTGGAGCCAACCTGAGGAATCTCAGGGTCTGGCAGGAGTCTCCCTGACCC
110<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CTGGAGCCAACCTGAGGAATCTCAGGGTCTGGCAGGAGTCTCCCTGACCC<br />
**************************************************<br />
bp 1151-1200:<br />
130for<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor CTACTTTCTCCTCAGGAGCGTGTGCTTGGCTTGTTGCTGTTGCTTCTGGT<br />
130for<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor CTACTTTCTCCTCAGGAGCGTGTGCTTGGCTTGTTGCTGTTGCTTCTGGT<br />
**************************************************<br />
bp 1201-1250:<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GCACGCCTCTCCCGCCCCACCAGAGCCCTGCGAGCTAGACGAGGAAAGTT<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GCACGCCTCTCCCGCCCCACCAGAGCCCTGCGAGCTAGACGAGGAAAGTT<br />
**************************************************<br />
bp 1251-1278:<br />
PKrela<br />
<strong>Cd14</strong>-C3Bir Promotor GTTCCTGCAACTTCTCAGATAGATCTGG<br />
PKrela<br />
<strong>Cd14</strong>-B6 Promotor GTTCCTGCAACTTCTCAGATAGATCTGG<br />
****************************<br />
12.2 Oligokukleotide<br />
12.2.1 Verwendete Oligonukleotide<br />
Tabelle 7: Verwendete Oligonukleotide<br />
Funktion Name Sequenz Position<br />
Trunkierung PKLlila ATT GAT GAC GAT GAC GAC 1-21<br />
<strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong><br />
GAC<br />
Z GAT GAA GAC AAT GCT GAC<br />
GGC AAA C<br />
33-58<br />
A GTG ATT TGG CCA ATG TAC<br />
CAC<br />
90-111<br />
B TCC TAG TTG TCC TGG AAC TC 165-185<br />
C CTG CCT CTG TCT CTT AAT<br />
TGC<br />
222-243<br />
900for TTG AAA AAG CTG GGC ATG<br />
GTG G<br />
295-317<br />
600for AAG AGC TGG ATT TGA ACG<br />
GTG G<br />
593-615<br />
D GAT CTA AGG CAC TAG GTG<br />
TG<br />
682-702<br />
E CCC TAA TGC CAC TCT GAA<br />
TTC<br />
768-789<br />
300for GAA TTC ACA GAG GAA GGG<br />
ACA G<br />
886-908
Trunkierung<br />
<strong>des</strong> C3 Bir -<br />
<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong><br />
Mutagenese<br />
<strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong><br />
111<br />
F GAA GCC TTT CTC GGA GCC TA 1013-1033<br />
130for TAC TTT CTC CTC AGG AGC<br />
GTG<br />
1152-1173<br />
PKLrela GTT GTT CCT GCA ACT TCT<br />
CAG ATA GAT CTGG<br />
1247-1278<br />
PKLlila ATT GAT GAC GAT GAC GAC<br />
GAC<br />
1-21<br />
B TCC TAG TTG TCC TGG AAC TC 165-185<br />
900for TTG AAA AAG CTG GGC ATG<br />
GTG G<br />
295-317<br />
600for AAG AGC TGG ATT TGA ACG<br />
GTG G<br />
593-615<br />
D GAT CTA AGG CAC TAG GTG<br />
TG<br />
682-702<br />
E CCC TAA TGC CAC TCT GAA<br />
TTC<br />
768-789<br />
300for GAA TTC ACA GAG GAA GGG<br />
ACA G<br />
886-908<br />
F GAA GCT TTT CTC GGA GCC TA 1013-1033<br />
130for TAC TTT CTC CTC AGG AGC<br />
GTG<br />
1152-1173<br />
PKLrela GTT GTT CCT GCA ACT TCT<br />
CAG ATA GAT CTGG<br />
1247-1278<br />
OCT1Revers AAT GAT GAC GAT GAC GAC<br />
GAC<br />
1-21<br />
OCT1Forward GAC GTT AAT TAA GAT GAA<br />
GAC AAT GCT GAC<br />
22-51<br />
E2FRevers TCT TTA TTA ATT CAT TCT TCT<br />
C<br />
438-460<br />
E2FForward ACT GAA TAA GGA AGG AAG<br />
AAG G<br />
461-483<br />
PPARG1Revers CCT TAG ATC ATT ATT CTG<br />
TTG CTC AGT CCC<br />
661-736<br />
PPARG1Forward CAC TAG GTG TGA TTC ACC<br />
CTT TT<br />
737-759<br />
PPARG2Revers AGG AGG ATG ACC TAT GCG<br />
CCC<br />
737-757<br />
PPARG2Forward GGC ACA GAT TAA TTA AAT<br />
GCC ACT CTG<br />
758-784<br />
PAX2Revers AGC GGT GGT GTT CTC TGG<br />
CTT C<br />
976-997<br />
PAX2Forward GTA AAG GAG GCC GGC CGA A 998-1016<br />
SP1Revers GCA CCA GAA GCA ACA GCA 1175-1201
Mutagenese<br />
<strong>des</strong> C3Bir-<br />
<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong><br />
112<br />
ACA GCC AAG<br />
SP1Forward ACG CCT CTC CGG AAC CAC<br />
CAG AGC CCT<br />
OCT1Revers TCT TTA TTA ATT CAT TCT TCT<br />
C<br />
1202-1229<br />
438-460<br />
OCT1Forward ACT GAA TAA GCG GGG AAG<br />
AAG G<br />
461-483<br />
PPARGRevers AGG AGG ATG ACC TAT GCG<br />
CCC<br />
737-757<br />
PPARGForward GGC ACA GAT TAA TTA AAT<br />
GCC ACT CTG<br />
758-784<br />
SP2Revers ATT AGG GCA TTC TGT GCC<br />
AGG AG<br />
753-775<br />
SP2Forward GCC ACT CTG ATT TCT TCC<br />
TGT TTT TCT TAA TTA AC<br />
776-810<br />
SP1Revers GCA CCA GAA GCA ACA GCA<br />
ACA GCC AAG<br />
1175-1201<br />
SP1Forward ACG CCT CTC CGG AAC CAC<br />
CAG AGC CCT<br />
1202-1229<br />
STAT1Revers AAG AGG CAG AGG CAG GCC<br />
AGC<br />
217-237<br />
STAT1Forward AAG GCC GGC CAT TAA AGT<br />
CAT TTC CTA<br />
238-265<br />
C-E2FRevers TAA TTC TCC TTT TAA TTA ACT<br />
TAG TTC<br />
460-487<br />
C-E2FForward GAA CTA AGT TAA TTA AAA<br />
GGA GAA TT<br />
460-486<br />
C-SP1Revers GGG CTC TCT GGT GTT AAT<br />
TAA GAG GCG TGC<br />
1176-1205<br />
C-SP1Forward GCA CGC CTC TTA ATT AAC<br />
ACC AGA GCC C<br />
1202-1230<br />
Sequenzierung RV3PrimerAG TAG CAA AAT AGG CTG TCC<br />
CAG<br />
pGL4.17<br />
A GTG ATT TGG CCA ATG TAC<br />
CAC<br />
90-111<br />
B TCC TAG TTG TCC TGG AAC TC 165-185<br />
Seq2rev CAG GCC AGC TTG AGT TCA G 207-225<br />
C CTG CCT CTG TCT CTT AAT<br />
TGC<br />
222-243<br />
Seq1 GTA GAG AGT GGG AGA AGA<br />
ATG<br />
427-448<br />
D GAT CTA AGG CAC TAG GTG<br />
TG<br />
682-702<br />
E CCC TAA TGC CAC TCT GAA 768-789
113<br />
TTC<br />
F GAA GCC TTT CTC GGA GCC TA 1013-1033<br />
qRT-PCR NeoForward ACG GTG AGG ACC TGG TTG<br />
TC<br />
NeoRevers GCC ATT CTC GAC CAT GAT<br />
GTT<br />
Luci1Forward CCT TTA CCG ACG CAC ATA TC<br />
Luci1Revers TTA CCT ACG CCG AGT ACT TC<br />
Luci2Forward TAT TCA GCC CAT AGC GCT TC<br />
Luci2Revers CTG CAA GCT ATT CTC GCT GC<br />
12.2.2 Oligonukleotide für EMSA<br />
Tabelle 8: Oligonukleotide für EMSA<br />
Name Biotinylierung Sequenz Position<br />
SP2(C3Bir)-WT-fw - GCC CTA ATG CCA CTC TGA<br />
ATT CTT CCT GTT TTT CGT CCC<br />
TCC CTA AAA AAC ACT TCC<br />
TTG<br />
768-827<br />
SP2(C3Bir)-WT- - CAA GGA AGT GTT TTT TAG 768-827<br />
rev<br />
GGA GGG ACG AAA AAC AGG<br />
AAG AAT TCA GAG TGG CAT<br />
TAG GGC<br />
PPARG(C3Bir)- - TCC GGG GCT CAT AGG TCA 733-792<br />
WT-fw<br />
TCC TCC TGG CAC AGA ATG<br />
CCC TAA TGC CAC TCT GAA<br />
TTC TTC<br />
PPARG(C3 Bir)- - GAA GAA TTC AGA GTG GCA 733-792<br />
WT-rev<br />
TTA GGG CAT TCT GTG CCA<br />
GGA GGA TGA CCT ATG AGC<br />
CCC GGA<br />
OCT1(C3 Bir)-WT- - GAG AGG TAG AGA GTG GGA 423-482<br />
fw<br />
GAA GAA TGA ATT AAT AAA<br />
GAA CTG AAT AAG ATG GGA<br />
AGA AGG<br />
OCT1(C3 Bir)-WT- - CCT TCT TCC CAT CTT ATT CAG 423-482<br />
rev<br />
TTC TTT ATT AAT TCA TTC TTC<br />
TCC CAC TCT CTA CCT CTC<br />
SP2(C3 Bir)-WT- + GCC CTA ATG CCA CTC TGA 768-827<br />
fw-bio<br />
ATT CTT CCT GTT TTT CGT CCC<br />
TCC CTA AAA AAC ACT TCC<br />
TTG<br />
SP2(C3 Bir)-WT- + CAA GGA AGT GTT TTT TAG 768-827<br />
rev-bio<br />
GGA GGG ACG AAA AAC AGG<br />
AAG AAT TCA GAG TGG CAT
114<br />
SP2(C3 Bir)-Mut- +<br />
TAG GGC<br />
GCC CTA ATG CCA CTC TGA 768-827<br />
fw-bio<br />
ATT CTT CCT GTT TTT CTT AAT<br />
TAA CTA AAA AAC ACT TCC TTG<br />
SP2(C3 Bir)-Mut- + CAA GGA AGT GTT TTT TAG TTA 768-827<br />
rev-bio<br />
ATT AAG AAA AAC AGG AAG<br />
AAT TCA GAG TGG CAT TAG<br />
GGC<br />
PPARG(C3 Bir)- + TCC GGG GCT CAT AGG TCA 733-792<br />
WT-fw-bio<br />
TCC TCC TGG CAC AGA ATG<br />
CCC TAA TGC CAC TCT GAA<br />
TTC TTC<br />
PPARG(C3 Bir)- + GAA GAA TTC AGA GTG GCA 733-792<br />
WT-rev-bio<br />
TTA GGG CAT TCT GTG CCA<br />
GGA GGA TGA CCT ATG AGC<br />
CCC GGA<br />
PPARG(C3 Bir)- + TCC GGG GCT CAT AGG TCA 733-792<br />
Muta-fw-bio<br />
TCC TCC TGG CAC AGA TTA<br />
ATT AAA TGC CAC TCT GAA TTC<br />
TTC<br />
PPARG(C3 Bir)- + GAA GAA TTC AGA GTG GCA 733-792<br />
Muta-rev-bio<br />
TTT AAT TAA TCT GTG CCA<br />
GGA GGA TGA CCT ATG AGC<br />
CCC GGA<br />
OCT1(C3 Bir)-WT- + GAG AGG TAG AGA GTG GGA 423-482<br />
fw-bio<br />
GAA GAA TGA ATT AAT AAA<br />
GAA CTG AAT AAG ATG GGA<br />
AGA AGG<br />
OCT1(C3 Bir)-WT- + CCT TCT TCC CAT CTT ATT CAG 423-482<br />
rev-bio<br />
TTC TTT ATT AAT TCA TTC TTC<br />
TCC CAC TCT CTA CCT CTC<br />
OCT1(C3 Bir)- + GAG AGG TAG AGA GTG GGA 423-482<br />
Muta-fw-bio<br />
GAA GAA TGA ATT AAT AAA<br />
GAA CTG AGG CCG GCC GGA<br />
AGA AGG<br />
OCT1(C3 Bir)- + CCT TCT TCC GGC CGG CCT 423-482<br />
Muta-rev-bio<br />
CAG TTC TTT ATT AAT TCA TTC<br />
TTC TCC CAC TCT CTA CCT<br />
CTC<br />
OCT1-WT-fw - AAT GAT GAC GAT GAC GAC<br />
GAC GAC GAT GAC AAT GAT<br />
GAA GAC AAT GCT GAC GGC<br />
AAA CCT<br />
1-60<br />
OCT1-WT-rev - AGG TTT GCC GTC AGC ATT<br />
GTC TTC ATC ATT GTC ATC<br />
GTC GTC GTC GTC ATC GTC<br />
1-60
115<br />
ATC ATT<br />
OCT1-WT-fw-bio + AAT GAT GAC GAT GAC GAC<br />
GAC GAC GAT GAC AAT GAT<br />
GAA GAC AAT GCT GAC GGC<br />
AAA CCT<br />
OCT1-WT-rev-bio + AGG TTT GCC GTC AGC ATT<br />
GTC TTC ATC ATT GTC ATC<br />
GTC GTC GTC GTC ATC GTC<br />
ATC ATT<br />
OCT1-Mut-fw-bio + AAT GAT GAC GAT GAC GAC<br />
GAC GAC GTT AAT TAA GAT<br />
GAA GAC AAT GCT GAC GGC<br />
AAA CCT<br />
OCT1-Mut-rev-bio + AGG TTT GCC GTC AGC ATT<br />
GTC TTC ATC TTA ATT AAC GTC<br />
GTC GTC GTC ATC GTC ATC<br />
ATT<br />
1-60<br />
1-60<br />
1-60<br />
1-60
13 Anhang 3: Ergebnisse<br />
116<br />
13.1 Vergleich chemischer Transfektionsmethoden<br />
13.1.1 Polyfect® (NIH3T3)<br />
Abbildung 15: Transfektion von NIH3T3-Zellen mit Polyfect®<br />
13.1.2 Fugene® (RAW264.7)<br />
Abbildung 16: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Fugene HD®<br />
13.1.3 Targefect® (RAW264.7)<br />
Abbildung 17: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Targefect®
13.1.4 Superfect® (RAW264.7)<br />
117<br />
Abbildung 18: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Superfect®<br />
13.1.5 Xtreme Gene 9 DNA® (RAW264.7)<br />
Abbildung 19: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Xtreme Gene 9 DNA®
118<br />
13.1.6 Xtreme Gene HP DNA® (RAW264.7)<br />
Abbildung 20: Transfektion von RAW264.7-Zellen mit Xtreme Gene HP DNA®
119<br />
13.2 Aktivität <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren von C3Bir und B6<br />
13.2.1 Bestimmung <strong>der</strong> Basalaktivität durch Trunkierung <strong>der</strong> <strong>Cd14</strong>-Promotoren<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
A1 - B6 1300<br />
1 282130 0,139 2029712,23 255940 0,12 2132833,33 2081272,78<br />
2 105370 0,144 731736,111 115520 0,107 1079626,17 905681,14<br />
3 57090 0,182 313681,319 56270 0,181 310883,978 312282,648<br />
4 14860 0,148 100405,405 14800 0,159 93081,761 96743,5832<br />
5 32560 0,317 102712,934 31780 0,355 89521,1268 96117,0303<br />
6<br />
A2 - B6 900<br />
36140 0,4 90350 39980 0,368 108641,304 99495,6522<br />
1 17260 0,111 155495,495 15640 0,116 134827,586 145161,541<br />
2 18880 0,115 164173,913 17620 0,111 158738,739 161456,326<br />
3 19000 0,201 94527,3632 18120 0,2 90600 92563,6816<br />
4 8020 0,121 66280,9917 7800 0,114 68421,0526 67351,0222<br />
5 19960 0,348 57356,3218 18900 0,255 74117,6471 65736,9844<br />
6<br />
A3 - B6 600<br />
37400 0,493 75862,069 42280 0,37 114270,27 95066,1696<br />
1 310820 0,118 2634067,8 325580 0,121 2690743,8 2662405,8<br />
2 241970 0,146 1657328,77 234670 0,144 1629652,78 1643490,77<br />
3 30060 0,144 208750 28060 0,139 201870,504 205310,252<br />
4 17300 0,274 63138,6861 20740 0,288 72013,8889 67576,2875<br />
5 19620 0,147 133469,388 15000 0,146 102739,726 118104,557<br />
6<br />
A4 - B6 300<br />
21800 0,401 54364,0898 23240 0,427 54426,2295 54395,1596<br />
1 86290 0,133 648796,992 81230 0,126 644682,54 646739,766<br />
2 105630 0,16 660187,5 104310 0,147 709591,837 684889,668<br />
3 1960 0,143 13706,2937 2380 0,14 17000 15353,1469<br />
4 7180 0,175 41028,5714 5980 0,172 34767,4419 37898,0066<br />
5 10940 0,355 30816,9014 9660 0,331 29184,29 30000,5957<br />
6<br />
A5 - B6 130<br />
13300 0,322 41304,3478 14560 0,352 41363,6364 41333,9921<br />
1 270100 0,121 2232231,4 242050 0,117 2068803,42 2150517,41<br />
2 195070 0,129 1512170,54 224350 0,114 1967982,46 1740076,5<br />
3 20340 0,451 45099,7783 18020 0,51 35333,3333 40216,5558<br />
4 15820 0,322 49130,4348 1640 0,358 4581,00559 26855,7202<br />
5 242050 0,117 2068803,42 270100 0,121 2232231,4 1690086,5<br />
6<br />
pGL4.17<br />
224350 0,114 1967982,46 195070 0,129 1512170,54 32216,5558<br />
1 3040 0,123 24715,4472 3160 0,104 30384,6154 27550,0313<br />
2 9520 0,123 77398,374 8660 0,12 72166,6667 74782,5203<br />
3 780 0,147 5306,12245 900 0,124 7258,06452 6282,09348<br />
4 2180 0,146 14931,5068 2080 0,167 12455,0898 13693,2983<br />
5 1220 0,281 4341,63701 1400 0,302 4635,76159 4488,6993<br />
6 1920 0,238 8067,22689 2080 0,217 9585,25346 8826,24017<br />
Abbildung 21: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Trunkierung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
120<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase<br />
A6 - C3Bir 1300<br />
β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
1 307270 0,119 2582100,84 305700 0,123 2485365,85 2533733,35<br />
2 380440 0,142 2679154,93 333790 0,134 2490970,15 2585062,54<br />
3 14560 0,186 78279,5699 28220 0,18 156777,778 117528,674<br />
4 32780 0,153 214248,366 32320 0,161 200745,342 207496,854<br />
5 67500 0,369 182926,829 61690 0,249 247751,004 215338,917<br />
6<br />
A7 - C3Bir 900<br />
57810 0,39 148230,769 70520 0,336 209880,952 179055,861<br />
1 418410 0,12 3486750 418710 0,116 3609568,97 3548159,48<br />
2 403210 0,135 2986740,74 459170 0,13 3532076,92 3259408,83<br />
3 104790 0,235 445914,894 105830 0,203 521330,049 483622,471<br />
4 19420 0,17 114235,294 23080 0,194 118969,072 116602,183<br />
5 77260 0,347 222651,297 86490 0,321 269439,252 246045,275<br />
6<br />
A8 - C3Bir 600<br />
44500 0,232 191810,345 42940 0,253 169723,32 180766,832<br />
1 583810 0,131 4456564,89 571000 0,119 4798319,33 4627442,11<br />
2 669850 0,117 5725213,68 646440 0,115 5621217,39 5673215,53<br />
3 128520 0,159 808301,887 129600 0,145 893793,103 851047,495<br />
4 25480 0,114 223508,772 29000 0,12 241666,667 232587,719<br />
5 67740 0,283 239363,958 88860 0,294 302244,898 270804,428<br />
6<br />
A9 - C3Bir 300<br />
88860 0,353 251728,045 60040 0,376 159680,851 205704,448<br />
1 29480 0,124 237741,935 25900 0,129 200775,194 219258,565<br />
2 37080 0,133 278796,992 31760 0,119 266890,756 272843,874<br />
3 1100 0,136 8088,23529 1120 0,121 9256,19835 8672,21682<br />
4 111480 0,301 370365,449 12700 0,321 39563,8629 204964,656<br />
5 3640 0,494 7368,42105 3620 0,264 13712,1212 10540,2711<br />
6<br />
A10 - C3Bir 130<br />
3660 0,238 15378,1513 3780 0,225 16800 16089,0756<br />
1 270100 0,121 2232231,4 242050 0,117 2068803,42 2150517,41<br />
2 195070 0,129 1512170,54 224350 0,114 1967982,46 1740076,5<br />
3 20340 0,451 45099,7783 18020 0,51 35333,3333 40216,5558<br />
4 15820 0,322 49130,4348 16400 0,358 45810,0559 47470,2453<br />
5 242050 0,117 2068803,42 270100 0,121 2232231,4 2090518,41<br />
6<br />
pGL4.17<br />
224350 0,114 1967982,46 195070 0,129 1512170,54 1800059,5<br />
1 3040 0,123 24715,4472 3160 0,104 30384,6154 27550,0313<br />
2 9520 0,123 77398,374 8660 0,12 72166,6667 74782,5203<br />
3 780 0,147 5306,12245 900 0,124 7258,06452 6282,09348<br />
4 2180 0,146 14931,5068 2080 0,167 12455,0898 13693,2983<br />
5 1220 0,281 4341,63701 1400 0,302 4635,76159 4488,6993<br />
6 1920 0,238 8067,22689 2080 0,217 9585,25346 8826,24017<br />
Abbildung 22: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Trunkierung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
121<br />
13.2.2 Inaktivierung potentieller Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen<br />
13.2.2.1 Deletion durch Promotorverkürzungen<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
A1 - B6 1300<br />
1 104940 0,158 664177,215 104200 0,152 685526,316 1349703,53<br />
2 303970 0,153 380570 0,148 2571418,92 2571418,92<br />
3 70780 0,13 544461,538 70580 0,115 544461,538<br />
4 36600 0,177 206779,661 34500 0,18 191666,667 398446,328<br />
5 29340 0,225 27840 0,21 132571,429 132571,429<br />
6<br />
A2 - B6 900<br />
59390 0,303 196006,601 54350 0,3 181166,667 377173,267<br />
1 30180 0,241 125228,216 35740 0,212 168584,906 293813,121<br />
2 38820 0,227 171013,216 39300 0,228 172368,421 343381,637<br />
3 17070 0,319 53510,9718 18730 0,297 63063,9731 116574,945<br />
4 13650 0,172 79360,4651 16370 0,175 93542,8571 172903,322<br />
5 35690 0,239 149330,544 50290 0,225 223511,111 372841,655<br />
6<br />
A3 - B6 600<br />
23240 0,136 170882,353 22540 0,142 158732,394 329614,747<br />
1 32600 0,154 211688,312 34040 0,17 200235,294 411923,606<br />
2 31040 0,143 217062,937 31320 0,142 220563,38 437626,317<br />
3 210320 0,116 1813103,45 200440 0,137 1463065,69 3276169,14<br />
4 204680 0,144 1421388,89 230920 0,12 1924333,33 1672861,11<br />
5 25360 0,108 234814,815 25920 0,103 251650,485 486465,3<br />
6<br />
A4 - B6 300<br />
23820 0,116 205344,828 24040 0,104 231153,846 436498,674<br />
1 25140 0,183 137377,049 23940 0,181 132265,193 269642,243<br />
2 27520 0,172 160000 27980 0,167 167544,91 327544,91<br />
3 15500 0,118 131355,932 14560 0,113 128849,558 260205,49<br />
4 10360 0,152 68157,8947 10560 0,151 69933,7748 138091,67<br />
5 20760 0,139 149352,518 21860 0,141 155035,461 304387,979<br />
6<br />
A5 - B6 130<br />
26060 0,106 245849,057 25760 0,102 252549,02 498398,076<br />
1 25240 0,152 166052,632 25320 0,145 174620,69 340673,321<br />
2 21280 0,168 126666,667 20260 0,181 111933,702 238600,368<br />
3 44340 0,101 439009,901 44240 0,122 362622,951 801632,852<br />
4 44780 0,12 373166,667 45980 0,113 406902,655 780069,322<br />
5 114460 0,115 995304,348 113240 0,114 993333,333 1988637,68<br />
6<br />
pGL4.17<br />
118800 0,116 1024137,93 110420 0,105 1051619,05 2075756,98<br />
1 2020 0,194 10412,3711 2040 0,322 6335,40373 16747,7749<br />
2 1740 0,404 4306,93069 1940 0,393 4936,38677 9243,31746<br />
3 3760 0,197 19086,2944 4460 0,18 24777,7778 43864,0722<br />
4 4300 0,179 24022,3464 4480 0,169 26508,8757 50531,2221<br />
5 3220 0,117 27521,3675 3140 0,117 26837,6068 54358,9744<br />
6 3040 0,108 28148,1481 2840 0,119 23865,5462 52013,6944<br />
Abbildung 23: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>der</strong> ersten<br />
Trunkierungen <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
122<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase<br />
A11 - B6 1188<br />
β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
1 19940 0,179 111396,648 25380 0,181 140220,994 251617,643<br />
2 36200 203 178,325123 40320 0,184 219130,435 219308,76<br />
3 64620 0,273 236703,297 72360 0,251 288286,853 524990,149<br />
4 72680 0,218 333394,495 72300 0,238 303781,513 637176,008<br />
5 87310 0,118 739915,254 95240 0,111 858018,018 1597933,27<br />
6<br />
A12 - B6 1035<br />
65660 0,128 512968,75 62290 0,127 490472,441 1003441,19<br />
1 740 0,134 5522,38806 560 0,116 4827,58621 10349,9743<br />
2 1140 0,124 9193,54839 1200 0,143 8391,60839 17585,1568<br />
3 760 0,122 6229,5082 500 0,122 4098,36066 10327,8689<br />
4 740 0,119 6218,48739 800 0,122 6557,37705 12775,8644<br />
5 540 0,088 6136,36364 440 0,089 4943,82022 11080,1839<br />
6<br />
A14 - B6 597<br />
1020 0,086 11860,4651 1240 0,091 13626,3736 25486,8387<br />
1 38180 0,121 315537,19 44200 0,116 381034,483 1077606,16<br />
2 37500 0,142 264084,507 45430 0,139 326834,532 917753,572<br />
3 135650 0,181 749447,514 138530 0,166 834518,072 2418483,66<br />
4 149370 0,166 899819,277 145680 0,185 787459,459 2474738,2<br />
5 105790 0,133 795413,534 113740 0,145 784413,793 2364241,12<br />
6<br />
A16 - B6 478<br />
114560 0,111 1032072,07 105390 0,104 1013365,38 3058802,84<br />
1 280 0,15 1866,66667 300 0,155 1935,48387 3802,15054<br />
2 340 0,127 2677,16535 340 0,132 2575,75758 5252,92293<br />
3 560 0,103 5436,8932 820 0,129 6356,58915 11793,4824<br />
4 700 0,127 5511,81102 840 0,112 7500 13011,811<br />
5 520 0,088 5909,09091 600 0,094 6382,97872 12292,0696<br />
6<br />
A18 - B6 265<br />
860 0,09 9555,55556 720 0,109 6605,50459 16161,0601<br />
1 110080 0,201 547661,692 109410 0,192 569843,75 1117505,44<br />
2 80050 0,201 398258,706 93460 0,209 447177,033 845435,74<br />
3 154550 0,173 893352,601 163630 0,18 909055,556 1802408,16<br />
4 152790 0,207 738115,942 151050 0,215 702558,14 1440674,08<br />
5 116960 0,132 886060,606 96440 0,14 688857,143 1574917,75<br />
6<br />
pGL4.17<br />
91640 0,128 715937,5 91440 0,129 708837,209 1424774,71<br />
1 2020 0,194 10412,3711 2040 0,322 6335,40373 16747,7749<br />
2 1740 0,404 4306,93069 1940 0,393 4936,38677 9243,31746<br />
3 3760 0,197 19086,2944 4460 0,18 24777,7778 43864,0722<br />
4 4300 0,179 24022,3464 4480 0,169 26508,8757 50531,2221<br />
5 3220 0,117 27521,3675 3140 0,117 26837,6068 54358,9744<br />
6 3040 0,108 28148,1481 2840 0,119 23865,5462 52013,6944<br />
Abbildung 24: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Deletion durch Promotorverkürzung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
123<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase<br />
A6 - C3Bir 1300<br />
β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
1 70020 0,213 328732,394 61890 0,178 347696,629 676429,024<br />
2 30020 0,153 196209,15 27740 0,137 202481,752 398690,902<br />
3 44680 0,176 253863,636 39620 0,185 214162,162 468025,799<br />
4 39640 0,172 230465,116 44240 0,165 268121,212 498586,328<br />
5 148320 0,122 1215737,7 144440 0,119 1213781,51 2429519,22<br />
6<br />
A7 - C3Bir 900<br />
111980 0,13 861384,615 120370 0,128 940390,625 1801775,24<br />
1 82890 0,21 394714,286 75260 0,215 350046,512 744760,797<br />
2 49670 0,161 308509,317 53750 0,182 295329,67 603838,987<br />
3 66420 0,167 397724,551 66760 0,183 364808,743 762533,294<br />
4 98840 0,211 468436,019 89230 0,22 405590,909 874026,928<br />
5 193820 0,141 1374609,93 205650 0,138 1490217,39 2864827,32<br />
6<br />
A8 - C3Bir 600<br />
157540 0,159 990817,61 138350 0,148 934797,297 1925614,91<br />
1 116840 0,16 730250 129200 0,17 760000 745125<br />
2 122610 0,124 988790,323 131260 0,121 1084793,39 2073583,71<br />
3 184100 0,181 1017127,07 199270 0,19 1048789,47 2065916,55<br />
4 125170 0,195 641897,436 121770 0,222 548513,514 1190410,95<br />
5 225990 0,145 1558551,72 214650 0,141 1522340,43 3080892,15<br />
6<br />
A9 - C3Bir 300<br />
259270 0,162 1600432,1 236630 0,148 1598851,35 3199283,45<br />
1 5580 0,19 29368,4211 4500 0,16 28125 57493,4211<br />
2 6140 0,135 45481,4815 6680 0,135 49481,4815 94962,963<br />
3 1380 0,148 9324,32432 1120 0,153 7320,26144 16644,5858<br />
4 1420 0,163 8711,65644 1820 0,163 11165,6442 19877,3006<br />
5 14220 0,14 101571,429 12260 0,134 91492,5373 193063,966<br />
6<br />
A10 - C3Bir 130<br />
8840 0,198 44646,4646 10140 0,197 51472,0812 96118,5459<br />
1 5240 0,152 34473,6842 5320 0,145 36689,6552 71163,3394<br />
2 11280 0,168 67142,8571 10260 0,181 56685,0829 123827,94<br />
3 14340 0,101 141980,198 14240 0,122 116721,311 258701,509<br />
4 14780 0,12 123166,667 15980 0,113 141415,929 264582,596<br />
5 14460 0,115 125739,13 13240 0,114 116140,351 241879,481<br />
6<br />
pGL4.17<br />
18800 0,116 162068,966 10420 0,105 99238,0952 261307,061<br />
1 2020 0,194 10412,3711 2040 0,322 6335,40373 16747,7749<br />
2 1740 0,404 4306,93069 1940 0,393 4936,38677 9243,31746<br />
3 3760 0,197 19086,2944 4460 0,18 24777,7778 43864,0722<br />
4 4300 0,179 24022,3464 4480 0,169 26508,8757 50531,2221<br />
5 3220 0,117 27521,3675 3140 0,117 26837,6068 54358,9744<br />
6 3040 0,108 28148,1481 2840 0,119 23865,5462 52013,6944<br />
Abbildung 25: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>der</strong> ersten<br />
Trunkierungen <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
124<br />
Messung 1 Messung 2 MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
A13 - C3Bir 597<br />
1 115240 0,136 847352,941 113220 0,136 832500 1679852,94<br />
2 96020 0,164 585487,805 105550 0,165 639696,97 1225184,77<br />
3 360800 0,145 2488275,86 309610 0,157 1972038,22 4460314,08<br />
4 365840 0,175 2090514,29 311840 0,17 1834352,94 3924867,23<br />
5 257770 0,102 2527156,86 223890 0,111 2017027,03 4544183,89<br />
6 233390 0,098 2381530,61 213620 0,118 1810338,98 4191869,6<br />
A15 - C3Bir 478<br />
1 66820 0,122 547704,918 66260 0,136 487205,882 1034910,8<br />
2 74340 0,137 542627,737 85050 0,145 586551,724 1129179,46<br />
3 180740 0,166 1088795,18 220040 0,159 1383899,37 2472694,55<br />
4 216590 0,183 1183551,91 223020 0,173 1289132,95 2472684,86<br />
5 182260 0,11 1656909,09 163150 0,111 1469819,82 3126728,91<br />
6 5660 0,092 61521,7391 5640 0,089 63370,7865 124892,526<br />
A17 - C3Bir 265<br />
1 500 0,151 3311,25828 480 0,143 3356,64336 6667,90163<br />
2 480 0,126 3809,52381 240 0,126 1904,7619 5714,28571<br />
3 4060 0,119 34117,6471 3660 0,142 25774,6479 29946,1475<br />
4 140 0,115 1217,3913 120 0,107 1121,49533 2338,88663<br />
5 960 0,091 10549,4505 820 0,104 7884,61538 18434,0659<br />
6 540 0,096 5625 540 0,098 5510,20408 11135,2041<br />
pGL4.17<br />
1 2020 0,194 10412,3711 2040 0,322 6335,40373 16747,7749<br />
2 1740 0,404 4306,93069 1940 0,393 4936,38677 9243,31746<br />
3 3760 0,197 19086,2944 4460 0,18 24777,7778 43864,0722<br />
4 4300 0,179 24022,3464 4480 0,169 26508,8757 50531,2221<br />
5 3220 0,117 27521,3675 3140 0,117 26837,6068 54358,9744<br />
6 3040 0,108 28148,1481 2840 0,119 23865,5462 52013,6944<br />
Abbildung 26: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Deletion durch Promotorverkürzung<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
125<br />
13.2.2.2 Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktor-Bindungsstellen<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
B6 Oct1<br />
1 0 0,213 0 0 0,21 0 0<br />
2 20 0,186 107,526882 0 0,2 0 107,526882<br />
3 20 0,181 110,497238 20 0,177 112,99435 223,491588<br />
4 20 0,111 180,18018 20 0,112 178,571429 358,751609<br />
5 20 0,099 202,020202 20 0,107 186,915888 388,93609<br />
6 0 0,077 0 0 0,151 0 0<br />
B6 E2F<br />
1 20 0,178 112,359551 20 0,167 119,760479 232,12003<br />
2 20 0,185 108,108108 40 0,174 229,885057 337,993166<br />
3 20 0,21 95,2380952 0 0,177 0 95,2380952<br />
4 0 0,134 0 0 0,135 0 0<br />
5 0 0,167 0 20 0,156 128,205128 128,205128<br />
6 20 0,132 151,515152 20 0,136 147,058824 298,573975<br />
B6 PPARG1<br />
1 208350 0,201 1036567,16 175150 0,214 818457,944 1855025,11<br />
2 124070 0,182 681703,297 120610 0,179 673798,883 1355502,18<br />
3 151130 0,181 834972,376 169640 0,174 974942,529 1809914,9<br />
4 90300 0,1 903000 64700 0,102 634313,725 1537313,73<br />
5 80670 0,095 849157,895 88410 0,095 930631,579 1779789,47<br />
6 106190 0,09 1179888,89 104050 0,154 675649,351 1855538,24<br />
B6 Pax2<br />
1 340 0,172 1976,74419 360 0,176 2045,45455 4022,19873<br />
2 140 0,18 777,777778 120 0,172 697,674419 1475,4522<br />
3 180 0,174 1034,48276 160 0,178 898,876404 1933,35916<br />
4 20 0,099 202,020202 40 0,106 377,358491 579,378693<br />
5 60 0,111 540,540541 80 0,11 727,272727 1267,81327<br />
6 60 0,076 789,473684 40 0,147 272,108844 1061,58253<br />
B6 Sp1<br />
1 263000 0,168 1565476,19 250370 0,169 1481479,29 3046955,48<br />
2 841260 0,178 4726179,78 820000 0,184 4456521,74 9182701,51<br />
3 469800 0,183 2567213,11 408170 0,171 2386959,06 4954172,18<br />
4 387520 0,109 3555229,36 372530 0,112 3326160,71 6881390,07<br />
5 467470 0,148 3158581,08 431660 0,13 3320461,54 6479042,62<br />
6 308570 0,115 2683217,39 342040 0,093 3677849,46 6361066,85<br />
B6 A1<br />
1 37760 0,185 204108,108 35960 0,181 198674,033 402782,141<br />
2 22780 0,167 136407,186 19160 0,173 110751,445 247158,631<br />
3 95080 0,181 525303,867 107330 0,185 580162,162 1105466,03<br />
4 25940 0,112 231607,143 27080 0,112 241785,714 473392,857<br />
5 44770 0,127 352519,685 42020 0,116 362241,379 714761,064<br />
6 46990 0,094 499893,617 56890 0,189 301005,291 800898,908<br />
pGL4.17<br />
1 7020 0,188 37340,4255 6960 0,181 38453,0387 75793,4642<br />
2 7100 0,163 43558,2822 7720 0,168 45952,381 89510,6632<br />
3 5520 0,187 29518,7166 5920 0,172 34418,6047 63937,3212<br />
4 2300 0,125 18400 2500 0,111 22522,5225 40922,5225<br />
5 2180 0,11 19818,1818 1860 0,109 17064,2202 36882,402<br />
6 2360 0,098 24081,6327 3060 0,186 16451,6129 40533,2456<br />
Abbildung 27: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> B6-<strong>Cd14</strong>-<strong>Promotors</strong><br />
nach Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
126<br />
Messung 1 Messung 2<br />
MW Luz/β-Gal<br />
Luziferase β-Gal Luz/β-Gal Luziferase β-Gal Luz/β-Gal<br />
C3Bir Oct1<br />
1 60 0,205 292,682927 60 0,199 301,507538 594,190465<br />
2 100 0,191 523,560209 120 0,2 600 1123,56021<br />
3 120 0,222 540,540541 120 0,221 542,986425 1083,52697<br />
4 20 0,137 145,985401 40 0,139 287,769784 433,755186<br />
5 80 0,125 640 40 0,117 341,880342 981,880342<br />
6<br />
C3Bir PPARG2<br />
60 0,088 681,818182 100 0,162 617,283951 1299,10213<br />
1 177370 0,186 953602,151 183180 0,188 974361,702 963981,926<br />
2 183320 0,19 964842,105 194220 0,183 1061311,48 2026153,58<br />
3 261880 0,181 1446850,83 260250 0,174 1495689,66 2942540,48<br />
4 108350 0,105 1031904,76 105950 0,111 954504,505 1986409,27<br />
5 90720 0,123 737560,976 85630 0,114 751140,351 1488701,33<br />
6<br />
C3Bir Sp2<br />
94560 0,118 801355,932 89660 0,1 896600 1697955,93<br />
1 40 0,088 454,545455 60 0,09 666,666667 1121,21212<br />
2 60 0,85 70,5882353 80 0,099 808,080808 878,669043<br />
3 40 0,088 454,545455 60 0,078 769,230769 1223,77622<br />
4 80 0,091 879,120879 40 0,093 430,107527 1309,22841<br />
5 60 0,11 545,454545 100 0,106 943,396226 1488,85077<br />
6<br />
C3Bir Sp1<br />
120 0,141 851,06383 80 0,118 677,966102 1529,02993<br />
1 205250 0,179 1146648,04 197190 0,18 1095500 2242148,04<br />
2 223930 0,176 1272329,55 239980 0,178 1348202,25 2620531,79<br />
3 329560 0,186 1771827,96 375000 0,188 1994680,85 3766508,81<br />
4 447370 0,14 3195500 412720 0,144 2866111,11 6061611,11<br />
5 444720 0,128 3474375 432370 0,138 3133115,94 6607490,94<br />
6<br />
C3Bir A6<br />
335060 0,122 2746393,44 399090 0,122 3271229,51 6017622,95<br />
1 286360 0,185 1547891,89 243070 0,181 1342928,18 2890820,07<br />
2 260150 0,183 1421584,7 229220 0,177 1295028,25 2716612,95<br />
3 317900 0,179 1775977,65 336500 0,194 1734536,08 3510513,74<br />
4 144840 0,123 1177560,98 155720 0,127 1226141,73 2403702,71<br />
5 179100 0,122 1468032,79 177710 0,116 1531982,76 3000015,55<br />
6<br />
pGL4.17<br />
162450 0,134 1212313,43 158920 0,132 1203939,39 2416252,83<br />
1 7020 0,188 37340,4255 6960 0,181 38453,0387 75793,4642<br />
2 7100 0,163 43558,2822 7720 0,168 45952,381 89510,6632<br />
3 5520 0,187 29518,7166 5920 0,172 34418,6047 63937,3212<br />
4 2300 0,125 18400 2500 0,111 22522,5225 40922,5225<br />
5 2180 0,11 19818,1818 1860 0,109 17064,2202 36882,402<br />
6 2360 0,098 24081,6327 3060 0,186 16451,6129 40533,2456<br />
Abbildung 28: Luziferase- und β-Galaktosidase-Aktivitäten <strong>des</strong> C3Bir-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> nach Mutagenisierung <strong>der</strong> Transkriptionsfaktorbindungsstellen<br />
MW = Mittelwert; β-Gal = β-Galaktosidase; Luz = Luziferase
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Transcription Factors Oct-1 and C/EBPβ (CCAAT/Enhancer-Binding Protein-β) are<br />
Involved in the Glutamate/Nitric Oxide/cyclic-Guanosine 5 ′ -Monophosphate-<br />
Mediated Repression of Gonadotropin-Releasing Hormone Gene Expression<br />
Mol Endocrinol 14, 212-228<br />
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Modules Within the Murine CD21 Intronic Control Region1<br />
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Endrin inhibits adipocyte differentiation by selectively altering expression pattern of<br />
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GRIFFITHS, S. V. KANE, M. M. BARMADA, J. I. ROTTER, L. MEI, C. N.<br />
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An SNP linkage scan identifies significant Crohn's disease loci on chromosomes<br />
13q13.3 and, in Jewish families, on 1p35.2 and 3q29Inflammatory bowel disease<br />
SNP linkage scan<br />
Genes and Immunity 9, 161-167<br />
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H. VAN DEVENTER, M. MIRZA, A. RAEDLER, W. KRUIS, U. MECKLER, D.<br />
THEUER, T. HERRMANN, P. GIONCHETTI, J. C. W. LEE, C. MATHEW u. J.<br />
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Genetic analysis of inflammatory bowel disease in a large European cohort supports<br />
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121. HAMPE, J., S. SCHREIBER, S. H. SHAW, K. F. LAU, S. BRIDGER, A. J. S.<br />
MACPHERSON, L. R. CARDON, H. SAKUL, T. J. R. HARRIS, A. BUCKLER, J.<br />
HALL, P. STOKKERS, S: J. H. VAN DEVENTER, P. NÜRNBERG, M. M. MIRZA, J.<br />
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High-Density Genome Scan in Crohn Disease Shows Confirmed Linkage to<br />
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The IBD2 Locus Shows Linkage Heterogeneity between Ulcerative Colitis and Crohn<br />
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in Susceptibility to Ulcerative Colitis<br />
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CARD15 and HLA DRB1 Alleles Influence Susceptibility and Disease Localization in<br />
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(2002):<br />
Polymorphisms of the TNF gene and the TNF receptor superfamily member 1B gene<br />
are associated with susceptibility to ulcerative colitis and Crohn's disease,<br />
respectively.<br />
Immunogenetics 53, 1020-1027<br />
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A genome-wide search identifies potential new susceptibility loci for Crohn's disease.<br />
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KULBOKAS, S. O’LEARY, E. WINCHESTER, K. DEWAR, T. GREEN, V. STONE, C.<br />
CHOW, A. COHEN, D. LANGELIER, G. LAPOINTE, D. GAUDET, J. FAITH, N.<br />
BRANCO, S. B. BULL, R. S. MCLEOD, A. M. GRIFFITHS, A. BITTON, G. R.<br />
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Genetic variation in the 5q31 cytokine gene cluster confers susceptibility to Crohn<br />
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Refined genomic localization and ethnic differences observed for the IBD5<br />
association with Crohn's disease<br />
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identifies MAST3 in IBD<br />
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BITTON, T. DASSOPOULOS, L. W. DATTA, T. GREEN, A. M. GRIFFITHS, E. O.<br />
KISTNER, M. T. MURTHA, M. D. REGUEIRO, J. I. ROTTER, L. P. SCHUMM, A. H.<br />
STEINHART, S. R. TARGAN, R. J. XAVIER, C. LIBIOULLE, C. SANDOR, M.<br />
LATHROP, J. BELAICHE, O. DEWITT, I. GUT, S. HEATH, D. LAUKENS, M. MNI, P.<br />
RZTGEERTS, A. VAN GOSSUM, D. ZELENIKA, D. FRANCHIMONT, J.-P. HUGOT,<br />
M. DE VOS, S. VERMEIRE, E. LOUIS, L. R. CARDON, C. A. ANDERSON, H.<br />
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FISHER, J. MARCHINI, J. GHORI, S. BUMPSTEAD, R. GWILLIAM, M.<br />
TREMELLING, P. DELOUKAS, J. MANSFIELD, DEREK JEWELL, J. SATSANGI, C.<br />
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Genome-wide association defines more than 30 distinct susceptibility loci for Crohn's<br />
disease<br />
Nat Genet 40, 955-962
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144. BARRETT, J. C., J. C. LEE, C. W. LEES, N. J. PRESCOTT, C. A. ANDERSON,<br />
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D. MASSEY, K. BLASZCZYK, T. ELLIOT, L. COTTERILL, H. DALLAL, A. J. LOBO,<br />
C. MOWAT, J. D. SANDERSON, D. P. JEWELL, W. G. NEWMAN, C. EDWARDS, T.<br />
AHMAD, J. C. MANSFIELD, J. SATSANGI, M. PARKES, C. G. MATHEW, P.<br />
DONNELLY, L. PELTONEN, J. M. BLACKWELL, E. BRAMON, M. A. BROWN, J. P.<br />
CASAS, A. CORVIN, N. CRADDOCK, P. DELOUKAS, A. DUNCANSON, J.<br />
JANKOWSKI, H. S. MARKUS, C. G. MATHEW, M. I. MCCARTHY, C. N. PALMER, R.<br />
PLOMIN, A. RAUTANEN, S. J. SAWCER, N. SAMANI, R. C. TREMBATH, A. C.<br />
VISWANATHAN, N. WOOD, C. C. SPENCER, J. C. BARRETT, C. BELLENGUEZ, D.<br />
DAVIDSON, C. FREEMAN, A. STRANGE, P. DONNELLY, C. LANGFORD, S. E.<br />
HUNT, S. EDKINS, R. GWILLIAM, H. BLACKBURN, S. J. BUMPSTEAD, S.<br />
DRONOV, M. GILLMAN, E. GRAY, N. HAMMOND, A. JAYAKUMAR, O. T. MCCANN,<br />
J. LIDDLE, M. L. PEREZ, S. C. POTTER, R. RAVINDRARAJAH, M. RICKETTS, M.<br />
WALLER, P. WESTON, S. WIDAA, P. WHITTAKER, P. DELOUKAS, L. PELTONEN,<br />
C. G. MATHEW, J. M. BLACKWELL, M. A. BROWN, A. CORVIN, M. I. MCCARTHY,<br />
C. C. SPENCER, A. P. ATTWOOD, J. STEPHENS, J. SAMBROOK, W. H.<br />
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Genome-wide association study of ulcerative colitis identifies three new susceptibility<br />
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BAND, P. D. SYME, R. MALIK, J. PERA, B. NORRVING, R. LEMMENS, C.<br />
FREEMAN, R. SCHANZ, T. JAMES, D. POOLE, L. MURPHY, H. SEGALL.<br />
CORTELLINI, Y. C. CHENG, D. WOO, M. A. NALLS, B. MÜLLER-MYHSOK, C.<br />
MEISINGER, U. SEEDORF, H. ROSS-ADAMS, S. BOONEN, D. WLOCH-KOPEC, V.<br />
VALANT, J. SLARK, K. FURIE, H. DELAVARAN, C. LANGFORD, P. DELOUKAS, S.<br />
EDKINS, S. HUNT, E. GRAY, S. DRONOV, L. PELTONEN, S. GRETARSDOTTIR, G.<br />
THORLEIFSSON, U. THORSTEINSDOTTIR, K. STEFFANSSON, G. B.<br />
BONCORAGLIO, E. A. PARATI, J. ATTIA, E.HOLLIDAY, C. LEVI, M. G. FRANZOSI,<br />
A. GOEL, A. HELGADOTTIR, J. M. BLACKWELL, E. BRAMON, M. A. BROWN, J. P.<br />
CASAS, A. CORVIN, A. DUNCANSON, J. JANKOWSKI, C. G. MATHEW, C. N.<br />
PALMER, R. PLOMIN, A. RAUTANEN, S. J. SAWCER, R. C. TREMBATH, A. C.<br />
VISWANATHAN, N. W. WOOD, B. B. WORRALL, S. J. KITTNER, B. D. MITCHELL,<br />
B. KISSELA, J. F. MESCHIA, V. THIJS, A. LINDGREN, M. J. MCLEOD, A. SLOWIK,<br />
M. WALTERS, J. ROSAND, P. SHARMA, M. FARRALL, C. L. SUDLOW, P. M.<br />
ROTHWELL, M. DICHGANS, P. DONNELLY u. H. S. MARKUS (2007):<br />
Genome-wide association study of 14,000 cases of seven common diseases and<br />
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146. RAELSON, J. V., R. D. LITLE, A. RUETHER, H. FOURNIER, B. PAQUIN, P.<br />
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SEGAL, S. DEBRUS, R. ALLARD, P. ROSENSTIEL, A. FRANKE, G. JACOBS, S.<br />
NIKOLAUS, J.-M. VIDAL, P. SZEGO, N. LAPLANTE, H. F. CLARK, R. J.<br />
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147. DUERR, R. H., K. D. TAYLOR, S. R. BRANT, J. D. RIOUX, M. S. SILVERBERG,<br />
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DASSOPOULOS, A. BITTON, H. YANG, S. TARGAN, L. W. DATTA, E. O. KISTNER,<br />
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148. RIOUX, J. D., R. J. XAVIER, K. D. TAYLOR, M. S. SILVERBERG, P. GOYETTE,<br />
A. HUETT, T. GREEN, P. KUBALLA, M. M. BARMADA, L. W. DATTA, Y. Y.<br />
SHUGART, A. M. GRIFFITHS, S. R. TARGAN, A. F. IPPOLITI, E.-J. BERNARD, L.<br />
MEI, D. L. NICOLAE, M. REGUEIRO, L. P. SCHUMM, A. H. STEINHART, J. I.<br />
ROTTER, R. H. DUERR, J. H. CHO, M. J. DALY u. S. R. BRANT (2007):<br />
Genome-wide association study identifies new susceptibility loci for Crohn disease<br />
and implicates autophagy in disease pathogenesis<br />
Nat Genet 39, 596-604<br />
149. LIBIOULLE, C., E. LOUIS, S. HANSOUL, C. SANDOR, F. FARNIR, D.<br />
FRANCHIMONT, S. VERMEIRE, O. DEWIT, M. DE VOS, A. DIXON, B. DEMARCHE,<br />
I. GUT, S. HEATH, M. FOGLIO, L. LIANG, D. LAUKENS, M. MNI, D. ZELENIKA, A.<br />
VAN GOSSUM, P. RUTGEERTS, J. BELAICHE, M. LATHROP u. M. GEORGES<br />
(2007):<br />
Novel Crohn Disease Locus Identified by Genome-Wide Association Maps to a Gene<br />
Desert on 5p13.1 and Modulates Expression of PTGER4<br />
PLoS Genet
148<br />
150. FISHER, S. A., M. TREMELLING, C. A. ANDERSON, R. GWILLIAM, S.<br />
BUMPSTEAD, N. J. PRESCOTT, E. R. NIMMO, D. MASSEY, C. BERZUINI, C.<br />
JOHNSON, J. C. BARRETT, F. R. CUMMINGS, H. DRUMMON, C. W. LEES, C. M.<br />
ONNIE, C. E. HANSON, K. BLASZCZYK, M. INOUYI, P. EWELS, R.<br />
RAVINDRARAJAH, A. KENIRY, S. HUNT, M. CARTER, N. WATKINS, W.<br />
OUWEHAND, C. M. LEWIS, L. CARDON, A. LOBO, A. FORBES, J. SANDERSON,<br />
D. P. JEWELL, J. C. MANSFIELD, P. DELOUKAS, C. G. MATHEW, M. PARKES u. J.<br />
SATSANGI (2008):<br />
Genetic determinants of ulcerative colitis include the ECM1 locus and five loci<br />
implicated in Crohn's disease<br />
Nat Genet 40, 710-712<br />
151. MCGOVERN, D. P. B., A. GARDET. L. TÖRKVIST, P. GOYETTE, J. ESSERS,<br />
K. D. TAYLOR, B. M. NEALE, R. T. H. ONG, C. LAGACÉ, C. LI, T. GREEN, C. R.<br />
STEVENS, C. BEAUCHAMP, P. R. FLESHNER, M. CARLSON, M. D’AMATO, J.<br />
HALFVARSON, M. L. HIBBERD, M. LÖRDAL, L. PADYUKOV, A. ANDRIULLI, E.<br />
COLOMBO, A. LATIANO, O. PALMIERI, E.-J. BERNARD, C. DESLANDRES, D. W.<br />
HOMMES, D. J. DE JONG, P. C. STOKKERS, R. K. WEERSMA, Y. SHARMA, M. S.<br />
SILVERBERG, J. H. CHO, J. WU, K. ROEDER, S. R. BRANT, L. P. SCHUMM, R, H,<br />
DUERR, M. C. DUBINSKI, N. L. GLAZER, T. HARITUNIANS, A. IPPOLITI, G. Y.<br />
MELMED, D. S. SISCOVICK, E. A. VASILIAUSKAS, S. R. TARGAN, V. ANNESE, C.<br />
WIJMENGA, S: PETTERSSON, J. I. ROTTER, R. J. XAVIER, M. J. DALY, J. D.<br />
RIOUX u. M. SEIELSTAD (2010):<br />
Genome-wide association identifies multiple ulcerative colitis susceptibility loci<br />
Nat Genet 42, 332-337
149<br />
152. FRANKE, A., MCGOVERN, D. P. B., J. C. BARRETT, K. WANG, G. L.<br />
RADFORTH-SMITH, T. AHMAD, C. W. LEES, T. BALSCHUN, J. LEE, R. ROBERTS,<br />
C. A. ANDERSON, J. C. BIS, S. BUMPSTEAD, D. ELLINGHAUS, E. M. FESTEN, M.<br />
GEORGES, T. GREEN, T. HARITUNIANS, L. JOSTINS, A. LATIANO, C. G.<br />
MATHEW, G. W. MONTGOMERY, N. J. PRESCOTT, S. RAYCHAUDHURI, J. I.<br />
ROTTER, P. SCHUMM, Y. SHARMA, L. A. SIMMS, K. D. TAYLOR, D. WHITEMAN,<br />
C. WIJMENGA, R. N. BALDASSANO, M. BARCLAY, T. M. BAYLESS, S. BRAND, C.<br />
BÜNING, A. COHEN, J.-F. COLOMBEL, M. COTTONE, L. STRONATI, T. DENSON,<br />
M. DE VOS, R. D’INCA, M. DUBINSKY, C. EDWARDS, T. FLORIN, D.<br />
FRANCHIMONT, R. GEARRY, J. GLAS, A. VAN GOSSUM, S. L. GUTHERY, J.<br />
HALFVARSON, H. W. VERSPAGET, J.-P. HUGOT, A. KARBAN, D. LAUKENS, I.<br />
LAWRENCE, M. LEMANN, A. LEVINE, C. LIBIOULLE, E. LOUIS, C. MOWAT, W.<br />
NEWMAN, J. PANÉS, A. PHILLIPS, D. D. PROCTOR, M. REGUEIRO, R. RUSSEL,<br />
P. RUTGEERTS, J. SANDERSON, M. SANS, F. SEIBOLD, A. H. STEINHART, P. F.<br />
C. STOKKERS, L. TORKVIST, G. KULLAK-UBLICK, D. WILSON, T. WALTERS, S.<br />
R. TARGAN, S. R. BRANT, J. D. RIOUX, M. D’AMATO, R. K. WEERSMA, S.<br />
KUGATHASAN, A. M. GRIFFITHS, J. C. MANSFIELD, S. VERMEIRE, S. H. DUERR,<br />
M. S. SILVERBERG, J. SATSANGI, S. SCHREIBER, J. H. CHO, V. ANNESE, H.<br />
HAKONARSON, M. J. DALY u. M. PARKES (2010):<br />
Genome-wide meta-analysis increases to 71 the number of confirmed Crohn's<br />
disease susceptibility loci<br />
Nat Genet 42, 1118-1125<br />
153. IMIELINSKI, M., R. N. BALDASSANO, A. GRIFFITHS, R. K. RUSSELL, VITO<br />
ANNESE, M. DUBINSKY, S. KUGATHASAN, J. P. BRADFIELD, T. D. WALTERS, P.<br />
SLEIMAN, C. E. KIM, A. MUISE, K. WANG, J. T. GLESSNER, S. SAEED, H. ZHANG,<br />
E. C. FRACKELTON, C. HOU, J. H. FLORY, G. OTIENO, R. M. CHIAVACCI, R.<br />
GRUNDMEIER, M. CASTRO, A. LATIANO, B. DALLAPICCOLA, J. STEMPAK, D. J.<br />
ABRAMS, K. TAYLER, D. MCGOVERN, M. B. HEYMAN, G. D. FERRY, B.<br />
KIRSCHNER, J. LEE, J. ESSERS, R. GRAND, M. STEPHENS, A. LEVINE, D.<br />
PICCOLI, J. VAN LIMBERGEN, S. CUCCHIARA, D. S. MONOS, S. L. GUTHERY, L.<br />
DENSON, D. C. WILSON, S. F. A. GRANT, M. DALY, M. S. SILVERBERG, J.<br />
SATSANGI u. HAKON HAKONARSON (2009):<br />
Common variants at five new loci associated with early-onset inflammatory bowel<br />
disease<br />
Nat Genet 41, 1335-1340<br />
154. SILVERBERG, M. S., J. H. CHO, J. D. RIOUX, D. P. B. MCGOVERN, J. WU, V.<br />
ANNESE, J.-P. ACHKAR, P. GOYETTE, R. SCOTT, W. XU, M. M. BARMADA, L.<br />
KLEI, M. J. DALY, C. ABRAHAM, T. M. BAYLESS, F. BOSSA, A. M. GRIFFITHS, A.<br />
F. IPPOLITI, R. G. LAHAIE, A. LATIANO, P. PARÉ, D. D. PROCTOR, M. D.<br />
REGUEIRO, A. H. STEINHART, S. R. TARGAN, P. SCHUMM, E. O. KISTNER, A. T.<br />
LEE, P. K. GREGERSEN, J. I. ROTTER, S. R. BRANT, K. D. TAYLOR, K. ROEDER<br />
u. R. H. DUERR (2009):<br />
Ulcerative colitis–risk loci on chromosomes 1p36 and 12q15 found by genome-wide<br />
association study<br />
Nat Genet 41, 216 – 220
150<br />
155. ASANO, K., T. MATSUSHITA, J., UMENO, N. HOSONO, A. TAKAHASHI, T.<br />
KAWAGUCHI, T. MATSUMOTO, T. MATSUI, Y. KAKUTA, Y. KINOUCHI, T.<br />
SHIMOSEGAWA, M. HOSOKAWA, Y. ARIMURA, Y. SHINOMURA, Y. KIYOHARA,<br />
T. TSUNODA, N. KAMATANI, M. IIDA, Y. NAKAMURA u. M. KUBO (2009):<br />
A genome-wide association study identifies three new susceptibility loci for ulcerative<br />
colitis in the Japanese population<br />
Nat Genet 41, 1325-1329<br />
156. MCGOVERN, M. D., PH. D., K. D. TAYLOR, PH. D., C. LANDERS, PH. D., C.<br />
DERKOWSKI, B. S., D. DUTRIDGE, M. A., M. DUBINSKY, M. D., A. IPPOLITI, M. D.,<br />
E. VASILIAUSKAS, M. D., L. MEI, PH. D., E. MENGESHA, B. S., L. KING, B. S., S.<br />
PRESSMAN, M. A., S. R. TARGAN, M. D. u. J. I. ROTTER, M. D. (2008):<br />
MAGI2 genetic variation and inflammatory bowel disease<br />
Inflammatory Bowel Disease 15, 75-83<br />
157. ANDERSON, C. A., G. BOUCHER, C. W. LEES, A. FRANKE, M. D’AMATO, K.<br />
D. TAYLOR, J. C. LEE, P. GOYETTE, M. IMIELINSKI, A. LATIANO, C. LAGACÉ, R.<br />
SCOTT. L. AMININEJAD, S. BUMPSTEAD, L. BAIDOO, R. N. BALDASSANO, M.<br />
BARCLAY, T. M. BAYLESS, S. BRAND, C. BRÜNING, J.-F. COLOMBEL, L. A.<br />
DENSON, M. DE VOS, M. DUBINSKY, C. EDWARDS, D. ELLINGHAUS, R. S. N.<br />
FEHRMANN, J. A. B. FLOYD, T. FLORIN, D. FRANCHIMONT, L. FRANKE, M.<br />
GEORGES, J. GLAS, N. L. GLAZER, S. L. GUTHERY, T. HARITUNIANS, N. K.<br />
HAYWARD, J.-P. HUGOT, G. JOBIN, D. LAUKENS, I. LAWRENCE, M. LÉMANN, A.<br />
LEVINE, C. LIBIOUELLE, E. LOUIS, D. P. MCGOVERN, M. MILLA, G. W.<br />
MONTGOMERY, K. I. MORLEY, C. MOWAT, A. NG, W. NEWMAN, R. A. OPHOFF,<br />
L. PAPI, O. PALMIERI, L. PEYRIN-BIROULET, J. PANÉS, ANNE PHILLIPS, N. J.<br />
PRESCOTT, D. D. PROCTOR, R. ROBERTS, R. RUSSEL, P. RUTGEERTS, J.<br />
SANDERSON, M. SANS, P. SCHUMM, F. SEIBOLD, Y. SHARMA, L. A. SIMMS, M.<br />
SEIELSTAD, A. H. STEINHART, S. R. TARGAN, L. H. VAN DEN BERG, M. VATN,<br />
H. VERSPAGET, T. WALTERS, C. WIJMENGA, D. C. WILSON, H.-J. WESTRA, R. J.<br />
XAVIER, Z. Z. ZHAO, C. Y. PONSIOEN, V. ANDERSEN, L. TORKVIST, M.<br />
GAZOULI, N. P. ANAGNOU, T. H. KARLSEN, L. KUPCINSKAS, J.<br />
SVENTOREITYTE, J. C. MANSFIELD, S. KUGATHASAN, M. S. SILVERBERG, J.<br />
HALFVARSON, J. I. ROTTER, C. G. MATHEW, A. M. GRIFFITHS, R. GEARRY, T.<br />
AHMAD, S. R. BRANT, M. CHAMAILLARD, J. SATSANGI, J. H. CHO, S.<br />
SCHREIBER, M. J. DALY, J. C. BARRETT, M. PARKES, V. ANNESE, H.<br />
HAKOARSON, G. RADFORD-SMITH, R. H. DUERR, S. VERMEIRE, R. K.<br />
WEERSMA u. J. D. RIOUX (2011):<br />
Meta-analysis identifies 29 additional ulcerative colitis risk loci, increasing the number<br />
of confirmed associations to 47<br />
Nat Genet 43, 246-252
151<br />
158. PARKES, M., J. C. BARRETT, N. J. PRESCOTT, M. TREMELLING, C. A.<br />
ANDERSON, S. A. FISHER, R. G. ROBERTS, E. R. NIMMO, F. R. CUMMINGS, D.<br />
SOARS, H. DRUMMOND, C. W. LEES, S. A. KHAWAJA, R. BAGNALL, D. A.<br />
BURKE, C. E. TODHUNTER, T. AHMAD, C. M. ONNIE, W. MCARDLE, D.<br />
STRACHAN, G. BETHEL, C. BRYAN, C. M. LEWIS, P. DELOUKAS, A. FORBES, J.<br />
SANDERSON, D. P. JEWELL, J. SATSANGI, J. C. MANSFIELD, L. CARDON u. C.<br />
G. MATHEW (2007):<br />
Sequence variants in the autophagy gene IRGM and multiple other replicating loci<br />
contribute to Crohn's disease susceptibility<br />
Nat Genet 39, 830-832<br />
159. FRANKE, A., T. BALSCHUN, T. H. KARLSEN, J. HEDDERICH, S. MAY, T. LU,<br />
D. SCHULDT, S. NIKOLAUS, P. ROSENSTIEL, M. KRAWCZAK u. S. SCHREIBER<br />
(2008):<br />
Replication of signals from recent studies of Crohn's disease identifies previously<br />
unknown disease loci for ulcerative colitis<br />
Nat Genet 40, 713 – 715<br />
160. FOWLER, E. V., R. ERI, G. HUME, S. JOHNSTONE, N. PANDEYA, D.<br />
LINCOLN, D. TEMPLETON u. G. L. RADFORTH-SMITH (2005):<br />
TNFα and IL10 SNPs act together to predict disease behaviour in Crohn’s disease<br />
J Med Genet 42, 523-528<br />
161. ANDERSON, C. A., D. O. C. MASSEY, J. C. BARRETT, N. J. PRESCOTT, M.<br />
TREMELLING, S. A. FISHER, R. GWILLIAM, J. JACOB, E. R. NIMMO, H.<br />
DRUMMOND, C. W. LEES, C. M. ONNIE, C. HANSON, K. BLASZCZYK, R.<br />
RAVINDRARAJAH, S. HUNT, D. VARMA, N. HAMMOND, G. LEWIS, H. ATTLESEY,<br />
N. WTKINS, W. OUWEHAND, D. STRACHAN, W. MCARDLE, C. M. LEWIS, A.<br />
LOBO, J. SANDERSON, D. P. LEWELL, P. DELOUKAS, J. C. MANSFIELD, C. G.<br />
MATHEW, J. SATSANGI u. M. PARKES (2009):<br />
Investigation of Crohn's Disease Risk Loci in Ulcerative Colitis Further Defines Their<br />
Molecular Relationship<br />
Gastroenterology 136, 523-529<br />
162. HAMPE, J., A. FRANKE, P. ROSENSTIEL, A. TILL, M. TEUBER, K. HUSE, M.<br />
ALBRECHT, G. MAYR, F. M. DE LA VEGA, S. GÜNTHER, N. J. PRESCOTT, C. M.<br />
ONNIE, R. HÄSLER, B. SIPOS, U. R. FÖLSCH, T. LENGAUER, M. PLATZER, C. G.<br />
MATHEW, M. KRAWCZAK u. S. SCHREIBER (2007):<br />
A genome-wide association scan of nonsynonymous SNPs identifies a susceptibility<br />
variant for Crohn disease in ATG16L1.<br />
Nat Genet 39, 207-211
152<br />
163. KUGATHASAN, S., R. N. BALDASSANO, J. P. BRADFIELD, P. M. A. SLEIMAN,<br />
M. IMIELINSKI, S. L. GUTHERY, S. CUCHARIA, C. E. KIM, E. C. FRACKELTON, K.<br />
ANNAIAH, J. T. GLESSNER, E. SANTA, T. WILLSON, A. W. ECKERT, E.<br />
BONKOWSKI, J. L. SHANER, R. M. SMITH, G. OTIENO, N. PETERSON, D. J.<br />
ABRAMS, R. M. CIAVACCI, R. GRUNDMEIER, P. MAMULA, G. TOMER, D. A.<br />
PICCOLI, D. S. MONOS, V. ANNESE, L. A. DENSON, S. F. A. GRANT u. H.<br />
HAKONARSON (2008):<br />
Loci on 20q13 and 21q22 are associated with pediatric-onset inflammatory bowel<br />
disease<br />
Nat Genet 40, 1211-1215<br />
164. BRANT, S. R., C. I. M. PANHUYSEN, D. NICOLAE, D. M. REDDY, D. K.<br />
BONEN, R. KARALIUKAS, L. ZHANG, E. SWANSON, L. W. DATTA, T. MORAN, G.<br />
RAVENHILL, R. H. DUERR, J.-P. ACHKAR, A. S. KARBAN u. J. H. CHO (2003):<br />
MDR1 Ala893 Polymorphism Is Associated with Inflammatory Bowel Disease<br />
Am J Hum Genet 73, 1282-1292<br />
165. ONNIE, C. M., S. A. FISHER, R. PATTNI, J. SANDERSON, A. FORBES, C. M.<br />
LEWIS u. C. G. MATHEW (2006):<br />
Associations of allelic variants of the multidrug resistance gene (ABCB1 or MDR1)<br />
and inflammatory bowel disease and their effects on disease behavior: a case-control<br />
and meta-analysis study.<br />
Inflammatory Bowel Disease 12, 263-271<br />
166. YAMASAKI, K., D. MCGOVERN, J. RAGOUSSIS, M. PAOLUCCI, H. BUTLER,<br />
D. JEWELL, L. CARDON, M. TAKAZOE, T. TANAKA, T. ICHIMORI, S. SAITO, A.<br />
SEKINE, A. IIDA, A. TAKAHASHI, T. TSONUDA, M. LATHROP u. Y. NAKAMURA<br />
(2005):<br />
Single nucleotide polymorphisms in TNFSF15 confer susceptibility to Crohn's<br />
disease.<br />
Hum Mol Genet 14, 3499-3506<br />
167. PICORNELL, Y., L. MEI, M. D., K. TAYLOR, PH. D., H. YANG, M. D., PH. D., S.<br />
R. TARGEN, M. D. u. J. I. ROTTER, M. D. (2007):<br />
TNFSF15 is an ethnic-specific IBD gene<br />
Inflammatory Bowel Disease 13, 1333-1338<br />
168. STOLL, M., B. CORNELIUSSEN, C. M. COSTELLO, G. H. WAETZIG, B.<br />
MELLGARD, W. A. KOCH, P. ROSENSTIEL, M. ALBRECHT, P. J. P. CROUCHER,<br />
D. SEEGERT, S. NIKOLAUS, J. HAMPE, T. LENGAUER, S. PIERROU, U. R.<br />
FOELSCH, C. G. MATHEW, M. LAGERSTROM-FERMER u. S. SCHREIBER (2004):<br />
Genetic variation in DLG5 is associated with inflammatory bowel disease<br />
Nature Genetics 36, 476-480
153<br />
169. FRIEDRICHS, F., S. BRESCIANINI, V. ANNESE, A. LATIANO, K. BERGER, S.<br />
KUGATHASAN, U. BROECKEL, S. NIKOLAUS, M. J. DALY u. S. SCHREIBER<br />
(2006):<br />
Evidence of transmission ratio distortion of DLG5 R30Q variant in general and<br />
implication of an association with Crohn disease in men<br />
Hum Genet 119, 305-311<br />
170. BROWNING, B. L., V. ANNESE, M. L. BARCLAY, S. A. BINGHAM, S. BRAND,<br />
C. BÜNING, M. CASTRO, S. CUCCHIARA, B. DALLAPICCOLA, H. DRUMMOND, L.<br />
R. FERGUSON, A. FERRARIS, S. A. FISHER, R. B. GEARRY, J. GLAS, L.<br />
HENCKAERTS, C. HUEBNER, D. KNAFELZ, L. LAKATOS, P. L. LAKATOS, A.<br />
LATIANO, X. LIU, C. MATHEW, B. MÜLLER-MYHSOK, W. G. NEWMAN, E. R.<br />
NIMMO, C. L. NOBLE, O. PALIERI, M. PARKES, I. PETERMANN, P. RUTGEERTS,<br />
J. SATSANGI, A. N. SHELLING, K. A. SIMINOVITCH, H.-P. TÖRÖK, M.<br />
TREMELLING, S. VERMEIRE, M. R. VALVANO u. H. WITT (2008):<br />
Gen<strong>der</strong>-stratified analysis of DLG5 R30Q in 4707 patients with Crohn disease and<br />
4973 controls from 12 Caucasian cohorts<br />
J Med Genet 45, 36-42<br />
171. GLOCKER, E.-O., M. D., D. KOTLARZ, M. D., K. BOZTUG, M. D., E. M. GERTZ,<br />
PH. D., A. A. SCHÄFFER, PH. D., F. NOYAN, PH. D., M. PERRO, M. SC., J.<br />
DIESTELHORST, B. SC., A. ALLSOTH, M. D., K.-W. SYKORA, M. D., M. SAUER, M.<br />
D., H. KREIPE, M. D., M. LACHER, M. D., R. NUSTEDE, M. D., C. WOELLNER, M.<br />
SC., U. BAUMANN, M. D., U. SALZER, M. D., S. KOLETZKO, M. D., N. SHAH, M. D.,<br />
A. W. SEGAL, M. D., A. SAUERBREY, M. D., S. BUDERUS, M. D., S. B. SNAPPER,<br />
M. D., B. GRIMBACHER,. M. D. u. C. KLEIN, M. D., PH. D. (2009):<br />
Inflammatory Bowel Disease and Mutations Affecting the Interleukin-10 Receptor<br />
N Engl J Med 361, 2033-2045
15 Erklärung<br />
154<br />
Hiermit erkläre ich, dass ich die Dissertation „<strong>Charakterisierung</strong> <strong>des</strong> <strong>Maus</strong>-<strong>Cd14</strong>-<br />
<strong>Promotors</strong> <strong>hinsichtlich</strong> <strong>der</strong> Bedeutung von CD14 für die intestinalen Barriere- und<br />
Abwehrmechanismen im Darm“ selbstständig verfasst habe.<br />
Ich habe keine entgeltliche Hilfe von Vermittlungs- bzw. Beratungsdiensten<br />
(Promotionsberater o<strong>der</strong> an<strong>der</strong>er Personen) in Anspruch genommen. Niemand hat<br />
von mir unmittelbar o<strong>der</strong> mittelbar entgeltliche Leistungen für Arbeiten erhalten, die<br />
im Zusammenhang mit dem Inhalt <strong>der</strong> vorgelegten Dissertation stehen. Ich habe die<br />
Dissertation an folgenden Institutionen angefertigt: Institut für Versuchstierkunde und<br />
Zentrales Tierlaboratorium <strong>der</strong> Medizinischen Hochschule Hannover.<br />
Die Dissertation wurde bisher nicht für eine Prüfung o<strong>der</strong> Promotion o<strong>der</strong> für einen<br />
ähnlichen Zweck zur Beurteilung eingereicht.<br />
Ich versichere, dass ich die vorstehenden Angaben nach bestem Wissen vollständig<br />
und <strong>der</strong> Wahrheit entsprechend gemacht habe.<br />
________________________________________<br />
Anne-Sophie Heitkamp<br />
Hiermit erkläre ich, dass ich mit <strong>der</strong> Einreichung <strong>der</strong> Arbeit als Dissertation an <strong>der</strong><br />
Tierärztlichen Hochschule Hannover einverstanden bin.<br />
________________________________________<br />
Univ.-Prof. H. J. Hedrich, Leiter <strong>des</strong> Instituts für Versuchstierkunde und Zentralen<br />
Tierlaboratoriums <strong>der</strong> Medizinischen Hochschule Hannover
16 Danksagung<br />
155<br />
An dieser Stelle möchte ich mich bei den Menschen bedanken, ohne die diese<br />
Doktorarbeit und die wun<strong>der</strong>schöne Zeit, die mit ihr verbunden war, nie zustande<br />
gekommen wäre.<br />
Mein erster Dank gilt Herrn Prof. Hedrich, <strong>der</strong> mir diese Arbeit zu Teil werde ließ,<br />
mich während <strong>der</strong> gesamten Zeit unterstützt und an mich geglaubt hat. Ein<br />
beson<strong>der</strong>er Dank richtet sich an Prof. Bleich für die Möglichkeit an diesem Projekt<br />
mitzuwirken, für die dienstäglichen Gespräche und eine tolle Zeit in <strong>der</strong><br />
Arbeitsgruppe.<br />
Des Weiteren möchte ich mich bei Herrn Prof. Distl für die Revision dieser Arbeit<br />
bedanken.<br />
Zudem möchte ich meine Dankbarkeit gegenüber Dr. Nils-Holger Zschemisch, <strong>der</strong><br />
mir zu allen möglichen und unmöglichen Zeiten mit Rat und Tat zur Seite stand,<br />
ausdrücken.<br />
Natürlich gilt mein Dank auch Dr. Martina Dorsch für die Nutzung <strong>der</strong> Räumlichkeiten<br />
sowie Geräte und Regina Eisenblätter für das Teilen <strong>der</strong> Werkbank in Notzeiten.<br />
Darüber hinaus bedanke ich mich bei allen Mitarbeitern <strong>des</strong> ZTL für die schöne<br />
Doktorarbeitszeit. Speziell die Arbeitsgruppe Mikrobiologie und das gesamte<br />
Laborteam mit ihrer netten Arbeitsatmosphäre und viel Witz haben es mir ermöglicht,<br />
mich jeden Tag wie<strong>der</strong> auf die Arbeit zu freuen.<br />
Ein großes Dankeschön geht an meine Freunde – Danke für die Mittagessen,<br />
Pizzaabende, Stallbesuche und eure Unterstützung im Kampf gegen mein<br />
alltägliches Chaos.<br />
Außerdem möchte ich mich bei Philipp bedanken. Du hast mich mit stoischer<br />
Gelassenheit ertragen, beruhigt, wie<strong>der</strong> zum Lachen gebracht, wenn es nötig war,<br />
und mich an die Welt neben dem Schreibtisch erinnert. Ich freue mich auf die<br />
gemeinsame Zukunft mit dir.<br />
Zu guter Letzt möchte ich mich bei meiner Familie bedanken, die mich durch alle<br />
Höhen und Tiefen begleitet, unterstützt, immer wie<strong>der</strong> motiviert und an mich geglaubt<br />
hat. Ihr seid das Beste, was einer Tochter o<strong>der</strong> Schwester passieren kann. Danke.
ISBN 978-3-86345-094-6<br />
Verlag: Deutsche Veterinärmedizinische Gesellschaft Service GmbH<br />
35392 Gießen · Friedrichstraße 17 · Tel. 0641 / 24466 · Fax: 0641 / 25375<br />
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