GALEKTIN-1 ÉS A LIZO-FOSZFATIDILKOLIN HATÁSA A T SEJTEK JELÁTVITELI MECHANIZMUSAIRA



Hasonló dokumentumok
A tumorsejtek által kiválasztott galektin-1 T-sejtekre kifejtett apoptotikus hatásának mechanizmusa

OTKA ZÁRÓJELENTÉS

Jelutak. Apoptózis. Apoptózis Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút. apoptózis autofágia nekrózis. Sejtmag. Kondenzálódó sejtmag

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A sejtfelszíni FasL és szolubilis vezikulakötött FasL által indukált sejthalál gátlása és jellemzése

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

Apoptózis. 1. Bevezetés 2. Külső jelút 3. Belső jelút

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Doktori értekezés tézisei

2. A jelutak komponensei. 1. Egy tipikus jelösvény sémája 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Jelutak. 2. A jelutak komponensei Egy tipikus jelösvény sémája. 2. Ligandok 3. Receptorok 4. Intracelluláris jelfehérjék

Intelligens molekulákkal a rák ellen

Szignalizáció - jelátvitel

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

1. Bevezetés. Integrinek, Fc-receptorok és G-fehérje-kapcsolt receptorok jelátvitelének mechanizmusa neutrofil granulocitákban

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

Immunológia alapjai. Az immunválasz szupressziója Előadás. A szupresszióban részt vevő sejtes és molekuláris elemek

Immunológia alapjai 7-8. előadás Adhéziós molekulák és ko-receptorok.

Doktori értekezés tézisei. A komplementrendszer szerepe EAE-ben (Experimental Autoimmune Encephalomyelitis), a sclerosis multiplex egérmodelljében

A mesenchymális őssejtek regeneratív és immunmoduláló hatása

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

Allergia immunológiája 2012.

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

AZ ADENOZIN HATÁSA A PERIFÉRIÁS CD4 + T-LIMFOCITÁK AKTIVÁCIÓJÁRA. Balicza-Himer Leonóra. Doktori értekezés tézisei

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

PhD tézisek. Egy humán immunszuppresszív protein, a galectin-1, mint új regulációs faktor az autoimmun betegségekben. Hornung Ákos

Kutatási beszámoló ( )

Áramlási citometria / 4. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet PTE KK

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

Preeclampsia-asszociált extracelluláris vezikulák

Immunológia alapjai előadás. Sej-sejt kommunikációk az immunválaszban.

KERINGŐ EXTRACELLULÁRIS VEZIKULÁK ÁLTAL INDUKÁLT GÉNEXPRESSZIÓS MINTÁZAT VIZSGÁLATA TROPHOBLAST SEJTVONALBAN

B-sejtek szerepe az RA patológiás folyamataiban

Az áramlási citometria gyakorlati alkalmazása az ondó rutin analízisben. Hajnal Ágnes, Dr Mikus Endre, Dr Venekeiné Losonczi Olga

Receptorok, szignáltranszdukció jelátviteli mechanizmusok

Tüdő adenocarcinomásbetegek agyi áttéteiben jelenlévő immunsejtek, valamint a PD-L1 és PD-1 fehérjék túlélésre gyakorolt hatása

A szerinfoszforiláció szabályozó szerepe a B sejtek immunoreceptor tirozin alapú aktiváló motívumok által közvetített jelátvitelében.

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A lézer-szkenning citometria lehetőségei. Laser-scanning cytometer (LSC) Pásztázó citométer. Az áramlási citometria fő korlátai

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

A herpes simplex vírus és a rubeolavírus autofágiára gyakorolt in vitro hatásának vizsgálata

Immunológia alapjai előadás MHC. szerkezete és genetikája, és az immunológiai felismerésben játszott szerepe. Antigén bemutatás.

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

Áramlási citometria, sejtszeparációs technikák. Immunológiai és Biotechnológiai Intézet ÁOK, PTE

Alapfogalmak I. Elsősorban fehérjék és ezek szénhidrátokkal és lipidekkel alkotott molekulái lokalizációjának meghatározásának eszköze.

A fiziológiás terhesség hátterében álló immunológiai történések

Lymphoma sejtvonalak és gyerekkori leukémia (ALL) sejtek mikro RNS (mir) profiljának vizsgálata

1. Előadás Membránok felépítése, mebrán raftok

Részletes szakmai beszámoló Az erbb proteinek asszociációjának kvantitatív jellemzése című OTKA pályázatról (F049025)

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

Az immunológia alapjai

DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI AZ OPPORTUNISTA HUMÁNPATOGÉN CANDIDA PARAPSILOSIS ÉLESZTŐGOMBA ELLENI TERMÉSZETES ÉS ADAPTÍV IMMUNVÁLASZ VIZSGÁLATA

ÖSSZ-TARTALOM 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás

Új terápiás lehetőségek (receptorok) a kardiológiában

Jelutak ÖSSZ TARTALOM. Jelutak. 1. a sejtkommunikáció alapjai

Antigén, Antigén prezentáció

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Új, sejthalált befolyásoló tumor-asszociált fehérjék azonosítása. Dr. Szigeti András. PhD tézis. Programvezető: Dr. Balázs Sümegi, egyetemi tanár

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Glikolízis. emberi szervezet napi glukózigénye: kb. 160 g

ÖSSZ-TARTALOM. 1. Az alapok - 1. előadás 2. A jelutak komponensei 1. előadás 3. Főbb jelutak 2. előadás 4. Idegi kommunikáció 3.

Jelátviteli útvonalak kapcsolata és azok gátlása egészséges és RA-s B sejtekben

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

Áramlási citométerek: klinikai és kutatási alkalmazás

A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája

Az AT 1A -angiotenzinreceptor G-fehérjétől független jelátvitelének vizsgálata C9 sejtekben. Doktori tézisek. Dr. Szidonya László

AZ ENDOGÉN GYULLADÁSCSÖKKENTŐ HUMÁN GALEKTIN-1 HATÁSMECHANIZMUSA A FEHÉRVÉRSEJTEK ÉLETKÉPESSÉGÉNEK SZABÁLYOZÁSÁBAN. Akadémiai doktori értekezés

Natív antigének felismerése. B sejt receptorok, immunglobulinok

Doktori. Semmelweis Egyetem

Immunológia Alapjai. 13. előadás. Elsődleges T sejt érés és differenciálódás

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői.

A basidiomycota élesztőgomba, a Filobasidium capsuligenum IFM törzse egy olyan

Immunológia alapjai 5-6. előadás MHC szerkezete és genetikája, és az immunológiai felismerésben játszott szerepe. Antigén bemutatás.

A Caskin1 állványfehérje vizsgálata

Az ellenanyagok orvosbiológiai. PhD kurzus 2011/2012 II. félév

Immunológia alapjai előadás. Az immunológiai felismerés molekuláris összetevői

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

A TATA-kötő fehérje asszociált faktor 3 (TAF3) p53-mal való kölcsönhatásának funkcionális vizsgálata

Szőlőmag extraktum hatása makrofág immunsejtek által indukált gyulladásos folyamatokra Radnai Balázs, Antus Csenge, Sümegi Balázs

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

Opponensi vélemény. címmel benyújtott akadémiai doktori értekezéséről

Immunológia alapjai előadás. A humorális immunválasz formái és lefolyása: extrafollikuláris reakció és

Jelátviteli folyamatok vizsgálata neutrofil granulocitákban és az autoimmun ízületi gyulladás kialakulásában

Immunológiai módszerek a klinikai kutatásban

3. Főbb Jelutak. 1. G protein-kapcsolt receptor által közvetített jelutak 2. Enzim-kapcsolt receptorok által közvetített jelutak 3.

Ellenanyag reagensek előállítása II Sándor Noémi

A doktori értekezés tézisei. A növényi NRP fehérjék lehetséges szerepe a hiszton defoszforiláció szabályozásában, és a hőstressz válaszban.

Intézeti Beszámoló. Dr. Kovács Árpád Ferenc

Lipidek anyagcseréje és az ateroszklerózis (érelmeszesedés)

A preventív vakcináció lényege :

Az Oxidatív stressz hatása a PIBF receptor alegységek összeszerelődésére.

A Globális regulátor mutációknak mint az attenuálás lehetőségének vizsgálata Escherichia coli-ban

A keringı tumor markerek klinikai alkalmazásának aktuális kérdései és irányelvei

Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei. Isaák Andrea

Átírás:

GALEKTIN-1 ÉS A LIZO-FOSZFATIDILKOLIN HATÁSA A T SEJTEK JELÁTVITELI MECHANIZMUSAIRA Légrádi Ádám Ph.D. értekezés Összefoglaló Témavezető: Dr. Monostori Éva MTA SZBK Genetikai Intézet Szegedi Tudományegytem Általános Orvostudományi Kar Klinikai Orvostudomány Doktori Iskola 2008

1. Bevezetés 1.1. p56 lck ZAP70 és CD45 molekulák szerepe a T sejtek jelátviteli folyamataiban Az immunrendszer működésében központi szerepet töltenek be a T limfociták, mind szabályzó mind pedig végrehajtó funkciójuk által. Ahhoz, hogy funkciójukat ellássák, aktiválódniuk kell. A T sejtek aktivációjuk során foszforilációval járó összetett szignalizációs folyamatok segítségével juttatják el a külvilágból érkező aktivációs jelet a sejtmagba. Ebben az aktivációs szignálkaszkádban kiemelkedően fontos szerepe van a p56 lck és a ZAP70 tirozin kináznak, valamint a CD45 tirozin foszfatáznak. Az antigén T sejt receptorhoz (TCR, T cell receptor) való kötődését követően a p56 lck kinázok foszforilálják TCR ITAM (immunoreceptor tyrosin based activation motif) szekvenciáit, amelyhez a foszforilációt követően a ZAP70 kinázok kötődnek, amik aktiválják a különböző linker proteineket (LAT, SLP-76), amelyek továbbítják az aktivációs jelet a különböző szignálutak irányába, mint például a Ras a PLCγ (phospholipase C γ) vagy a MAP (mitogen activated protein kinase) kináz molekulák nevével fémjelzett útvonalak felé. A p56 lck kinázt a CD45 transzmembrán tirozin foszfatáz tartja defoszforilált, ezáltal nyugalmi állapotban aktivációs szignál hiányában. A jelátviteli utak által közvetített aktivációs szignálokra citokin szekrécióval, aktin citoszekeleton átrendeződéssel, illetve sejtosztódással válaszolnak a T sejtek. 1.2. Lizo-foszfatidil kolin (lizo-pc) biológai funkciói A sejtmembránok legfontosabb alkotórészei a foszfolipidek. A foszfolipidek szerkezeti alapját egy glicerol molekula képezi, amelyhez észterkötéssel kapcsolódik 2 telítetlen zsírsav, illetve egy hidrofil foszfodiészter anion, ami a foszfatidil-kolin esetén 1 kolin molekula. Reaktív oxigén gyökök jelenlétében az észterkötés felbomolhat, és a 2-es pozíciójú szénatomhoz kötődő zsírsav leszakadhat a foszfolipidről, és ebben az esetben visszamarad a lizo-pc, mint biológiailag aktív lipidszármazék. A szervezetben lévő lizo-pc nagy része nem szabad formában, hanem albuminhoz kötötten, vagy a micellák illetve az LDL (low density lipoprotein) alkotórészeként található meg. Ennek következményeként, bár viszonylag nagy koncentrációban van jelen a lizo-pc a szervezetben (bizonyos estekben akár 100 µm is lehet a lokális koncentrációja), de ebből csak viszonylag kevés az a molekula mennyiség, amely biológiai hatást fejthet ki, autokrin vagy parakrin módon. A legtöbb biológiai funkcióját az atherosclerosisban írták le a lizo-pc-nek. Az atherosclerozis vagy érelmeszesedés a fő oka a szívinfarktusnak és az agyérgörcsnek, illetve az egyéb súlyos következményekkel járó érkatasztrófáknak. Atherosclerosis során az érfal szöveti szerkezete megváltozik. Ezekben az un. atherosclerotikus plakkokban koleszterol szaporodik fel, gyulladásos folyamatok jönnek létre, fibrózis alakul ki, végül az ér elveszti rugalmasságát, elmeszesedik. A plakk kialakulásának kezdeti folyamataiban makrofágok, T limfociták infiltrálódnak. Az endotél sejteken az adhéziós molekulák expressziós szintjének a megnövekedése, valamint a felszaporodott liporoteinekben található nagy mennyiségű oxidált lipid, köztük a lizo-pc által kiváltott chemotaktikus szignál segíti elő az infiltrációs folyamatokat. A lézió kialakulásának velejárója, hogy az infiltrálódott makrofágok

oxidált LDL molekulákat kebeleznek be, ezáltal átalakulnak lipid gazdag habzó sejtekké. Az érfal simaizomsejtei is átalakulnak, egy fibrotikus réteget képeznek a plakkok körül. Az aktivált makrofágok és a T sejtek a citokin szekréciójuk által szabályozzák a habzó sejt átalakulást, a simaizom sejt transzformációt, illetve a szabad oxigén gyökök koncentrációját az atherosclerotikus plakkokban. A lizo-pc, mint az oxidált LDL molekulákban legnagyobb mennyiségben jelen lévő lipid származék, több ponton is elősegíti az atherosclerotikus plakkok kialakulását: 1. Módosítja az endotel sejtek funkcióját, fokozza az adhéziós molekulák expresszióját, elősegítve a makrofágok és a T sejtek infiltrációját. 2. Befolyásolja a a simaizomsejtek migrációját és proliferációját, fokozva a fibrotikus átalakulást. 3. Nagy koncentrációja az oxidált LDL molekulákban chemotaktikus szignált jelent a makrofágok számára. 4. Módosítja a T sejtek funkcióját, növeli az IFN-γ és a CD40L expresszióját a CD3 aktivált CD4 + T sejteken, ugyanakkor nincs hatással ugyanezen sejtek IL-2 és IL-4 termelésére. Mindezen folyamatokkal fokozza a lokális gyulladásos folyamatokat az atherosclerotikus plakkokban. 1.3. A galektin-1 struktúrája és biológiai funkciói A galektin-1 egy béta galaktozid kötő monomerenként 134 aminosavból felépülő homodimer lektin. Struktúrájában 3 biológiai funkcióval rendelkező részt azonosítottak eddig: 1. A galektin-1 szekvenciában a 25-30 aminosavig (DAKSF) tartó szakasz nagyfokú konzerváltságot mutat a különböző fajokban található galektin-1-k között, ezt a részt tartják felelősnek a sejt növekedés gátló funkcióért. 2. Az Asn46, Arg48, Trp68, Glu71 valamint az Arg73-as hidrofób oldalláncú aminosavak kicserélése semleges tulajdonságú oldalláncot tartalmazó aminosavakra a szénhidrátkötő képesség elvesztését vonja maga után. 3. A dimerizációért felelős N terminálison található hidrofób aminosavakban aminosavakban cserét tartalmazó monomer tulajdonságú galektin-1 nem okoz foszfatidil-szerin kifejeződést Molt-4 a HL-60 sejtvonalakon, illetve az aktivált neutrofilokon, amely jelenség a galektin-1 által indukált apoptózis fontos velejárója. Az említett részeken kívül a galektin-1 molekula 6 cisztein aminosavat tartalmaz, amelyek között intraés intermolekuláris diszulfid hidak jöhetnek létre oxidációs folyamatok eredményeként. Az oxidáltsági állapot befolyásolja a molekula biológiai funkcióját, mivel csak az oxidált állapotban lévő galektin-1 molekula képes elősegíteni az axonális regenerációt in vitro körülmények között, ugyanakkor az oxidált állapotú galektin-1 nem mutat a szénhidrátkötéshez kapcsolható hemaglutinációs aktivitást. Legfontosabb biológiai funkcióit a galektin-1 az apoptózis indukción keresztül fejti ki. A galektin-1 kiváltja a savas szfingomielináz általi ceramid felszabadulást, ami aztán a galektin-1 által kiváltott apoptotikus folyamatok központi molekulája lesz. Az apoptózissal járó foszfatidil-szerin felszabadulás a külső membránrétegben, illetve a mitochondrium mebránjának depolarizációja, valamint a Bcl-2 anti-apoptotikus protein szintjének csökkenése a kaszpázok aktiválódása, mind-mind ceramid függő módon megy végbe.

2. Célkitűzések: 1. Kimutattuk, hogy a lizo-pc foszforilációs folyamatokat indukál T sejteken, célul tűztük ki a foszforilációs folyamatokban részt vevő molekulák azonosítását, illetve a foszforilációt követő jelátviteli események felderítését. 2. A galektin-1 apoptózist indukál az aktivált és leukémiás T sejteken. Célul tűztük ki a korai apoptotikus szignalizáció során bekövetkező tirozin foszforilációs folyamatokért felelős molekulák azonosítását. 3. Célunk volt a galektin-1 molekula struktúra-funkció vizsgálata, annak a kérdésnek a megválaszolása, hogy a galektin-1 struktúrájában található konzervatív cisztein aminosavak illetve a dimerizációhoz valamint a sejtnövekedés gátlásához szükséges aminosavak milyen szerepet töltenek be a galektin-1 által indukált apoptotikus folyamatokban. 3. Anyagok és módszerek: Anti-foszfotirozin blot A lizo-pc hatására bekövetkező foszforilációs eseményeket Western-blot technika segítségével vizsgáltuk, antifoszfotirozin ellenanyag felhasználásával, Jurkat ill. p56 lck hiányos Jcam1.6 sejtvonalakból származó sejtlizátumokon. Immunprecipitáció A foszforilált proteineket immunprecipitációs kísérletekkel azonosítottuk. Lizo-PC-vel stimulált illetve nem stimulált sejtek szolubilis extraktumából származó p56 lck és ZAP70 molekulákat poliklonális p56 lck illetve ZAP70 ellen termeltetett antitestekkel kapcsolt sepharose gyöngyökhöz kötöttük. Majd a specifikusan kötődött fehérjéket nem-redukáló SDS minta pufferel távolítottuk el a gyöngyökről, és foszforilációs állapotukat tovább vizsgáltuk Western blot technikával, anti-foszfotirozin ellenanyag felhasználásával. Intracelluláris Ca 2+ koncentráció változás mérése A sejteket a Ca 2+ szintre érzékony membránpermeábilis festékekel töltöttük fel. A lizo-pc illetve galektin-1 hatására Jurkat sejtekben bekövetkező intracelluláris Ca 2+ szint változást a festékek fluoreszcencia intenzitásának megváltozása jelezte, amit az idő függvényében áramlási citométeren mértünk, majd grafikonon ábrázoltunk. Rekombináns galektin-1 termelés és tisztítás A kísérleteinkben használt galektin-1-et rekombináns módon baktériumban termeltettük. A baktériumsejtek lizátumából a galektin-1-et szénhidrátkötőképességét kihasználva laktozil-agaróz oszlopon tisztítottuk, majd az oszlophoz felkötődött galektin-1-et nagy koncentrációjú laktóz oldat segítségével távolítottuk el. A tisztított vad típusú és mutáns galektin-1 fehérjék mennyiségi és minőségi analízését SDS-PAGE (sodium-dodecyl-sulfate polyacrylamide gel electrophoresis), illetve Western-blot technika segítségével ellenőriztük Szénhidrát kötőképesség vizsgálata A cisztein-szerin mutációt hordozó galektin-1 formák szénhidrátkötőképességét ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) rendszerben tettük összehasonlíthatóvá. ELISA plate-hez asialofetuint egy erősen glikozilált fehérjét kötöttünk. Az asialofetuinhoz kötődött galektin-1-et megfelelő ellenanyagok (anti-galektin-1, majd peroxidáz konjugált anti egér immunglobulin) segítségével tettük detektálhatóvá ELISA rendszerben. A

peroxidáz enzimreakció által okozott színreakció erőssége arányos volt a különböző mutánsokból az asialofetuinhoz kötődött galektin-1 mennyiségével. Sejtfelszíni kötődés A sejtfelszínhez kötődött vad típusú és mutáns galektin-1 formák kötődését áramlási citométer segítségével tettük összehasonlíthatóvá. Jurkat T sejtekhez adtunk vad típusú és cisztein-szerin aminosav cserét tartalmazó galektin-1 fehérjéket külön-külön és a kötődött molekulákat galektin-1 ellen termelt ellenanyaggal jelöltük, amiket aztán FITC-el (fluorescein isothiocyanate) konjugált egér immunglobulin ellen termelt ellenanyaggal jelöltünk fluoreszcensen. A sejtek fluoreszcencia intenzitás növekedését, ami arányos a kötődött galektin-1 mennyiségével, áramlási citométerrel mértük. Apoptózis mérés subg1 sejtpopuláció analízissel Apoptózis során a sejtek DNS tartalma lecsökken, az apoptotikus sejtek a G1 fázisban lévő sejtekhez képest kisebb DNS tartalommal rendelkeznek, sejtciklus analízis során un subg1 sejtpopulációt alkotnak. A galektin- 1 kezelések hatására subg1 fázisban lévő sejtek százalékos arányát áramlási citométerrel mértük. A DNS tartalmat a DNS kettős szálába interkalálódó propidium jodid segítségével jelöltük meg fluoreszcensen. Az egy adott sejtből mérhető fluoreszcencia intenzitás arányos volt a sejtek DNS tartalmával. Apoptózis mérés Annexin V jelöléssel Az apoptózis korai szakaszában a foszfatidil-szerin molekula belső membránrétegből a külső membránrétegbe kerül, így floureszcens izotiocianáttal (FITC) konjugált AnnexinV segítségével fluoreszcensen megjelölhető. A vad típusú és a mutáns galektin-1 kezelés hatására keletkező AnnexinV-FITC-el jelölt sejtek mennyiségét áramlási citométeren határoztuk meg. 4. Eredmények 4.1. P56 lck és a ZAP70 tirozin kinázok szerepe a lizo-pc által indukált jelátviteli eseményekben A lizo-pc idő és koncentrációfüggő módon indukálta az intracelluláris proteinek foszforilációját. A maximális foszforiláció 25 és 50 µg/ml Lizo-PC koncentráció között lehetett elérni. A tirozin foszforiláció már 15 sec-os Lizo-PC kezelés hatására megfigyelhető volt, a foszforiláció mértéke pedig folyamatosan növekedett az alkalmazott kezelési idő növelésével, egészen az 5 perc időtartamú kezelésig. P56 lck hiányos Jurkat sejtvonalakon a lizo-pc által indukált foszforiláció mértéke csökkent a vad típusú sejtekhez képest. Az immunoprecipitációs kísérletekből kiderült, hogy a lizo-pc kezelés növelte a p56 lck és a ZAP70 molekulák foszforiláltsági szintjét. A p56 lck és a ZAP70 tirozin kináz aktiváció következménye a Ca 2+ felszabadulás intracelluláris Ca 2+ raktárakból. Protein kináz inhibitorok (genistein, staurosporin) alkalmazása meggátolta a lizo-pc által kiváltott intracelluláris Ca 2+ szint növekedést. A p56 lck deficiens Jurkat sejtek a vad típusú sejtekhez hasonló mértékű intracelluláris Ca 2+ szint növekedést mutattak, de az intracelluláris Ca 2+ ion szint időben később érte el a maximumát, mint a vad típusú sejtek esetében. A lizo-pc által indukált Ca 2+ válasz G protein blokkoló pertusis toxin alkalmazásával gátolható volt, bizonyítva, hogy a lizo-pc által indukált intracelluláris Ca 2+ szint növekedés ténylegesen a lizo-pc ismert G proteinekhez kapcsolt receptorain keresztül váltódik ki. 4.2. P56 lck és a ZAP70 tirozin kinázoknak központi szerepe van a galektin-1 által indukált apoptotikus folyamatokban ellentétben a CD45 tirozin foszfatázzal

Jurkat T sejteket kezeltünk tirozin kináz illetve protein foszfatáz inhibitorok jelenlétében galektin-1-el, majd az okozott apoptózist mértük subg1 sejtpopuláció méréssel áramlási citométeren. Mind a tirozin kináz (genistein), mind a tirozin foszfatáz (Na-vanadát) inhibitorok csökkentették a subg1 fázisban lévő sejtek %-os arányát. Mind a p56 lck mutáns JCam1.6 mind pedig a ZAP70 hiányos P116 sejtvonal csökkent mértékű apoptózissal válaszolt a galektin-1 kezelésre. Habár egyes szerzők szerint, a galektin-1 egyik ismert receptora lehet a CD45 transzmembrán tirozin foszfatáz, a CD45 hiánya nem befolyásolta a galektin-1 által indukált apoptózis mértékét, mivel a CD45 mutáns Jurkat sejtek ugyanolyan mértékben válaszoltak apoptózissal a galektin-1 kezelésre, mint a vad típusú Jurkat sejtek. Ellentétben a lizo-pc kezeléssel a galektin-1 kezelés hatására nem történt változás az intracelluláris Ca 2+ szintben, bár a galektin-1 kezelés csökkentette a T sejt receptoron (TCR) keresztül kiváltott Ca 2+ válasz mértékét. 4.3. A galektin-1 struktúra-funkció vizsgálata Öt cisztein-szerin aminosav cserét (C2S,C16S,C42S,C130S) tartalmazó mutáns galektin-1 forma struktúra-funkció vizsgálatát végztük el. A 60-as pozicióban bekövetkező cisztein-szerin aminosav csere csökkentette a rekombináns protein kifejeződési szintjét az általunk használt Bl-21 E. Coli baktériumtörzsben. Ugyanez a mutáció lassabb migrációt eredményezett 12%-os gélen, és a Western blot kísérletekben kapott jel is gyöngébb volt, mint a vad típusú galektin-1 esetében. Mindezek miatt a C60S mutációt hordozó galektin-1-et nem vizsgáltuk további kísérleteinkben. 4.4. Cisztein-szerin aminosav csere hatásának vizsgálata a galektin-1 szénhidrát kötő képességére A rekombináns módon termeltett fehérjék asialofetuinhoz való kötődését vizsgáltuk ELISA módszerrel. A kapott OD értékekből következően, vadtípushoz viszonyítva a C2S mutánsból kevesebb, a C16S, C42S mutánsból pedig több kötődött az asialofetuinhoz, míg a C130S aminosavcsere nem befolyásolta a galektin-1 asialofetuinhoz való kötődését. A sejtfelszínhez kötődött galektin-1 mennyiségét indirekt immunfluoreszcencia segítségével mértük áramlási citométeren. A vad típushoz képest a C16S mutációt hordozó galektin-1 formából több kötődött a Jurkat sejtek felszínéhez, a többi cisztein-szerin aminosav csere nem befolyásolta lényegesen a galektin-1 sejtfelszínhez való kötődését. A galektin-1 természetes ligandjával, a laktózzal, a sejtfelszínről a szénhidrátkötött molekulák nagy része lemosható volt, mind a vad típusú, mind pedig a cisztein-szerin mutánsok esetén. ELISA kísérletekből kiderült, hogy 0-1 mm között az egyre emelkedő laktóz koncentráció egyre növekvő mértékben gátolta galektin- 1 kötődését az asialofetuinhoz mind a cisztein-szerin mutánsok, mind pedig a vad típusú fehérjék esetében. A megváltozott kötődési tulajdonságok azonban nem jártak az apoptózis indukció változásával, kivéve a C130S mutánst, amely a vad típushoz képest csökkent mértékű apoptózist indukált Jurkat T sejteken. Hasonló eredményt kaptunk, akár a foszfatidil-szerin kifejeződést, akár a subg1 sejtpopuláció analízist vizsgáltuk. Két kiemelt N terminális molekularészlet szerepét vizsgáltuk szintetikus peptidek segítségével. Az ACGE peptid a dimerizációért felelős részt reprezentálta, míg az AKNL peptid a sejtnövekedés gátlásáért felelős szekvencia részletet. Az ACGE peptid jelenléte csökkentette, míg az AKNL peptid jelenléte növelte a galektin-1 által indukált apoptózis mértékét Jurkat T sejteken.

5. Diszkusszió Először az irodalomban kimutattuk a p56 lck és a ZAP70 tirozin kinázok szerepét a lizo-pc által indukált T sejt jelátviteli folyamatokban. T sejtek lizo-pc általi stimulációja az intracelluláris Ca 2+ szint megnövekedését eredményezi, ami a szerin-treonin és a tirozin kinázoktól függő módon megy végbe, de a p56 lck kináz jelenlétől függetlenül. A p56 lck kináz hiánya csak késlelteti az intracelluláris Ca 2+ szint megnövekedést, de mértékét nem befolyásolja. Pertussis toxin, egy G protein receptor blokkoló gátolja a lizo-pc kezelés hatására bekövetkező intracelluláris Ca 2+ koncentráció növekedést, ami a G protein kapcsolt receptorok szükségességét feltételezi a lizo-pc által indukált jelátviteli folyamatokban. Kimutattuk, hogy a p56 lck és a ZAP70 tirozin kinázok részt vesznek a galektin-1 által indukált apoptotikus folyamatokban. Az eddigi irodalmi adatokkal ellentétben, a CD45 tirozin foszfatáz jelenléte nem szükséges a galektin-1 által indukált apoptotikus folyamatokban. A galektin-1 kezelés, ellentéteben a lizo-pc-vel, nem indukálja az intracelluláris Ca 2+ szint megnövekedését, csak a TCR stimuláció által kiváltott intracelluláris Ca 2+ koncentráció növekedés mértékét csökkenti. A galektin-1 struktúra-funkció vizsgálatok előzetes eredményei alapján kijelenthetjük, hogy az általunk eddig vizsgált cisztein-szerin mutánsok (C2S, C16S, C42S, C130S) mindegyike, bár nem egyforma mértékben, de kötődik asialofetuinhoz, a legismertebb galektin-1 kötő glikozilált proteinhez. A Jurkat sejtek felszínéhez is kötődnek a vizsgált cisztein-szerin mutáns galektin-1 formák, de összehasonlításokból kiderül, hogy a C16S mutáns nagyobb mértékben kötődik a sejtfelszínhez, mint a többi mutáns forma, illetve a vad típusú forma. A vizsgált cisztein-szerin mutációk nem zavarták a galektin-1 apoptózis indukáló képességét a C130S mutáns kivételével, amely mutáns kisebb mértékű apoptózist indukált Jurkat T sejteken, mint a vad típusú galektin-1 forma. A galektin-1 N terminálison lévő aminosavak szekvenciáit reprezentáló szintetikus peptidek jelenléte befolyásolja a galektin-1 által kiváltott apoptózis mértékét, kiemelve ezen részletek kiemelt szerepét a galektin-1 struktúrájában. 6. Köszönetnyilvánítás Hálás vagyok Témavezetőmnek Dr. Monostori Évának a munka elkészítéséhez nyújtott önzetlen szakmai és emberi segítségéért. Köszönöm dr. Fajka-Boja Robertának, hogy bevezetett a labormunka rejtelmeibe, illetve köszönöm a dolgozatírás során nyújtott segítségét. Köszönöm Gabriela Ionnak az apoptózis tesztekben, Frankó Andrásnak illetve Dmytro Demidenkonak a molekuláris biológiai technikák elsajátításában nyújtott segítségét. Meg kell említeni a laborban jelenleg dolgozó phd hallgatókat Blaskó Andreát és Kovács Ferencet, akik vidámságukkal hozzájárultak a mindennapi nehézségek leküzdéséhez. A munka elkészítéséhez nélkülözhetelen volt Gercsó Andrásné illetve Kotogány Edit technikai segítsége. Köszönet érte. Köszönön Dr. Tóth Gábornak a rendelkezésünkre bocsátott peptidek szintézisét. (SZTE-ÁOK Orvos Vegytani Intézet)

Köszönet Robert T. Abrahamsnak. aki rendelkezesünkre bocsájtotta a kináz és foszfatáz mutáns sejtvonalakat, valamint Dr. Jun Hirabayashinak és Dr. Ken-Ishi Kasainak akik a cisztein-szerin mutációkat hordozó cdns-eket bocsátották a rendelkezésünkre. Végezetül köszönettel tartozom Szüleimnek, akik minden tekintetben biztosították a hátteret a tudományos munkához.

Tézishez kapcsolódó tudományos közlemények: I. Legradi A, Chitu V, Szukacsov V, Fajka-Boja R, Szekely Szucs K, Monostori E.: Lysophosphatidylcholine is a regulator of tyrosine kinase activity and intracellular Ca(2+) level in Jurkat T cell line, Immunol Lett. 2004 Jan 30; 91(1):17-21, 2004, IF:2,136 Független hivatkozás: 9 II. Fajka-Boja R, Szemes M, Ion G, Legradi A, Caron M, Monostori E.: Receptor tyrosine phosphatase, CD45 binds galectin-1 but does not mediate its apoptotic signal in T cell lines, Immunol Lett. 2002 Jun 3; 82(1-2):149-54, 2002, IF:1,847 Független hivatkozás: 14 III. Kiss J, Kunstar A, Fajka-Boja R, Dudics V, Tovari J, Legradi A, Monostori E, Uher F: A novel antiinflammatory function of human galectin-1: inhibition of hematopoietic progenitor cell mobilization, Exp Hematol. 2007 Feb; 35(2):305-13, 2007, IF:3,408 Idézhető absztraktok, konferencia poszterek: I. J. Kiss, A. Kunstár, R. Fajka-Boja, V. Dudics, J. Tóvári, Á. Légrádi, Ė. Monostori and F. Uher: Galectin-1 inhibits hematopoietic stem and progenitor cell mobilization, Blood Reviews 2007 (21) S88 IF: 5,756 II. E. Monostori, G. Ion, R. Fajka-Boja, A. Legradi: Human galectin-1 induces T cell apoptosis via ceramide mediated mitochondrial pathway, Tissue Antigens 64 (4): 423-424 Oct. 2004, IF: 1,990 III. Légrádi Ádám, Demydenko Dmytro, Ion Gabriela, Frankó András, Monostori Éva: A galektin-1 fehérje immunmoduláló humán lektin 1 struktúra-funkció vizsgálata, Magyar Immunológiai Társaság 33. Vándorgyűlése, Győr, 2003. október 15-17. IV. Ion Gabriela, Fajka-Boja Roberta, Légrádi Ádám, Monostori Éva: A galektin-1 mitochondriális úton indukál apoptózist a Jurkat-T-sejtekben, A Magyar Immunológiai Társaság 33. Vándorgyűlése, Győr, 2003. október 15-17. V. Gabriela Ion, Ádám Légrádi, Roberta Fajka-Boja, Michel Caron, Dmytro Demydenko, Éva Monostori: Biological effect of galectin-1 on different cell lines of bone marrow origin, A Magyar Immunológiai Társaság XXXII. Kongresszusa, Kaposvár, 2002 szeptember 30.-október 2. VI. Monostori Éva, Fajka-Boja Roberta, Gabriela Ion, Légrádi Ádám, Michel Cáron, Dmytro Demydenko: Galektin-1, egy gyulladáscsökkentő endogén lektin apoptótikus hatásának molekuláris mechanizmusa, Kaposvár, Magyar Immunológiai Társaság 32. Kongresszusa 2002. szeptember. 30-október 2. VII. R. Fajka-Boja, M. Szemes, Á. Légrádi, G. Ion, M. Caron, É. Monostori: Galectin-1 binds to and internalizes in T leukemia cells, 11th Symposium on Signals and Signal Processing in the Immune System, Pécs, 2-6 September, 2001.