Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen

RAGE (receptor for advanved glycation endproducts) was identified on endothelial cells as binding partner for AGE-modified molecules. The term "Advanced glycation endproducts" involves a number of structurally diverse molecules, which derive from multiple complex rearrangem...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Demling, Nina
Other Authors: Technische Universität Dresden, Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Immunologie
Format: Doctoral Thesis
Language:deu
Published: Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden 2005
Subjects:
AGE
Online Access:http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461
http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/1339/1122277701969-8446.pdf
id ndltd-DRESDEN-oai-qucosa.de-swb-14-1122277701969-84461
record_format oai_dc
collection NDLTD
language deu
format Doctoral Thesis
sources NDLTD
topic AGE
AT 1
Adhärenz
Alveolarepithel
Kollagen IV
RAGE
Rezeptor
Spreading
AGE
AT 1
RAGE
adherence
alveolar epithelium
collagen IV
receptor
spreading
ddc:570
rvk:WE 2300
Advanced glycosylation end products
Ausbreitung
Cytologie
Kollagen
Pneumozyt
Rezeptor
Zelladhäsion
spellingShingle AGE
AT 1
Adhärenz
Alveolarepithel
Kollagen IV
RAGE
Rezeptor
Spreading
AGE
AT 1
RAGE
adherence
alveolar epithelium
collagen IV
receptor
spreading
ddc:570
rvk:WE 2300
Advanced glycosylation end products
Ausbreitung
Cytologie
Kollagen
Pneumozyt
Rezeptor
Zelladhäsion
Demling, Nina
Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
description RAGE (receptor for advanved glycation endproducts) was identified on endothelial cells as binding partner for AGE-modified molecules. The term "Advanced glycation endproducts" involves a number of structurally diverse molecules, which derive from multiple complex rearrangements of reducing sugars with free amino-groups of proteins. They evolve during food production and also in vivo during ageing and to an accelerated degree in diabetes, where AGEs cause receptor-mediated cellular perturbations. Due to the pathological relevance the aim of this thesis was to generate a "biosensor" for AGEs. To this end, the membrane-expressed receptor (flRAGE) as well as soluble RAGE (sRAGE) were expressed in mammalian cells and investigated in numerous binding studies. These did not reveal a specific interaction of AGE-modified ligands with RAGE. In addition, the expression of RAGE on endothelial cells, as described in the literature, could not be followed neither with the help of newly generated monoclonal anti-RAGE antibodies, nor in quantitative "real time" RT-PCR analysis. These results cast doubts on the meaning of RAGE as a proinflammatory receptor in AGE-mediated pathologies and on the adequacy of RAGE for the "biosensor". At the same time the question concerning a physiological role of the receptor arose. RAGE-expression was analysed in different healthy human tissues by "real time" RT-PCR, which revealed an almost selective expression in lung tissue. An important indication for a possible physiological function of RAGE in lung provided the selective localization of RAGE on alveolar epithelial type I cells as demonstrated in frozen lung sections as well as in in vitro cultivated lung cells. RAGE could be identified as a novel, highly specific marker for the thin, expanded AT I cell, which form part of the air-blood-barrier. In the following, RAGE was found to be an interaction partner for collagen IV, a major component of the alveolar basal lamina. Membrane-expressed RAGE did not only strengthened adherence of cells but also induced cell spreading on collagen IV-coated surfaces. This preferential interaction of RAGE with collagen IV could substantially contribute to the functional morphology of AT I cells in vivo, thereby ensuring an effective bidirectional gas-exchange. The results of this thesis expose a novel, so far unnoticed aspect of the biology of RAGE, which presumably contributes to the phenotypic characteristic und function of normal human lung tissue. === RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) wurde als Interaktionspartner auf Endothelzellen für AGE-modifizierte Moleküle identifiziert. Unter den "Advanced glycation endproducts" werden eine Vielzahl strukturell unterschiedlicher Moleküle zusammengefasst, die durch mehrstufige komplexe Umlagerungen zwischen reduzierenden Zuckern und freien Aminogruppen von Proteinen entstehen. Sie entstehen sowohl bei der Herstellung von Lebensmitteln, als auch in vivo während des Alterns und in erhöhtem Maß bei Diabetes, wobei sie Rezeptor-vermittelt Zellstörungen hervorrufen. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst aufgrund der pathologischen Relevanz eine Strategie zur Konzeption eines "Biosensors" für AGEs verfolgt. Hierfür wurde sowohl der membranständige Rezeptor (flRAGE) als auch löslicher RAGE (sRAGE) in Säugerzellen exprimiert und in zahlreichen Bindungs- und Funktionsanalysen getestet. Hierbei konnte keine spezifische Interaktion der AGE-modifizierten Moleküle mit RAGE nachgewiesen werden. Auch die in der Literatur beschriebene Expression von RAGE auf Endothelzellen konnte mit Hilfe neu generierter monoklonaler Antikörper, sowie in quantitativen "real time" RT-PCR-Analysen nicht nachvollzogen werden. Diese Ergebnisse warfen Zweifel an der grundlegenden Bedeutung von RAGE als proinflammatorischer Rezeptor in AGE-bedingten Krankheiten auf und stellten damit auch dessen Eignung für einen AGE-Biosensor in Frage. Gleichzeitig warf diese Skepsis die Frage nach einer möglichen physiologischen Funktion dieses Rezeptors auf. Eine vergleichende Analyse der RAGE-Expression in verschiedenen gesunden Geweben mittels "real time" RT-PCR ergab eine nahezu selektive Expression in Lungengewebe. Wichtige Anhaltspunkte für die Funktion von RAGE in der Lunge ergaben sich aus der selektiven Lokalisation des Rezeptors auf Alveolarepithelzellen Typ I (AT I) sowohl in Gefrierschnitten der Lunge als auch nach in vitro-Kultur von Lungenzellen. RAGE konnte als neuer, hoch spezifischer Marker für die lang gestreckten AT 1 Zellen, die einen Teil der Blut-Luft-Schranke bilden, definiert werden. In folgenden Funktionsanalysen konnte RAGE als spezifischer Interaktionspartner für Kollagen IV, einer Hauptkomponente der Alveolar-Basalmembran, identifiziert werden. Membranständiger RAGE verstärkte nicht nur die Adhärenz von Zellen an Kollagen IV-beschichtete Oberflächen, er induzierte auch Zell-"Spreading". Dies gab Anlass für die Vermutung, dass die beobachtete präferentielle Interaktion von RAGE mit Kollagen IV maßgeblich zu der funktionellen Morphologie der AT I Zellen in vivo beitragen könnte, die die Voraussetzung für einen effektiven bidirektionalen Gasaustausch darstellt. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit wurde ein neuer, bisher unbeachteter Aspekt der Biologie des RAGE aufgedeckt, der vermutlich entscheidend zur phänotypischen Ausprägung und Funktion des normalen humanen Lungengewebes beiträgt.
author2 Technische Universität Dresden, Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Immunologie
author_facet Technische Universität Dresden, Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Immunologie
Demling, Nina
author Demling, Nina
author_sort Demling, Nina
title Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
title_short Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
title_full Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
title_fullStr Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
title_full_unstemmed Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen
title_sort verstärkung der zelladhärenz und induktion des zell-spreading - eine neue funktion von rage, einem hoch selektiven differenzierungsmarker humaner alveolar-typ 1-zellen
publisher Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden
publishDate 2005
url http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461
http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/1339/1122277701969-8446.pdf
work_keys_str_mv AT demlingnina verstarkungderzelladharenzundinduktiondeszellspreadingeineneuefunktionvonrageeinemhochselektivendifferenzierungsmarkerhumaneralveolartyp1zellen
AT demlingnina promotionofcelladherenceandinductionofcellspreadinganovelfunctionofrageahighlyselectivedifferentiationmarkerofhumanalveolartype1cells
_version_ 1716470924349276160
spelling ndltd-DRESDEN-oai-qucosa.de-swb-14-1122277701969-844612013-01-07T19:50:09Z Verstärkung der Zelladhärenz und Induktion des Zell-Spreading - eine neue Funktion von RAGE, einem hoch selektiven Differenzierungsmarker humaner Alveolar-Typ 1-Zellen Promotion of cell adherence and induction of cell spreading - a novel function of RAGE, a highly selective differentiation marker of human alveolar type 1 cells Demling, Nina AGE AT 1 Adhärenz Alveolarepithel Kollagen IV RAGE Rezeptor Spreading AGE AT 1 RAGE adherence alveolar epithelium collagen IV receptor spreading ddc:570 rvk:WE 2300 Advanced glycosylation end products Ausbreitung Cytologie Kollagen Pneumozyt Rezeptor Zelladhäsion RAGE (receptor for advanved glycation endproducts) was identified on endothelial cells as binding partner for AGE-modified molecules. The term "Advanced glycation endproducts" involves a number of structurally diverse molecules, which derive from multiple complex rearrangements of reducing sugars with free amino-groups of proteins. They evolve during food production and also in vivo during ageing and to an accelerated degree in diabetes, where AGEs cause receptor-mediated cellular perturbations. Due to the pathological relevance the aim of this thesis was to generate a "biosensor" for AGEs. To this end, the membrane-expressed receptor (flRAGE) as well as soluble RAGE (sRAGE) were expressed in mammalian cells and investigated in numerous binding studies. These did not reveal a specific interaction of AGE-modified ligands with RAGE. In addition, the expression of RAGE on endothelial cells, as described in the literature, could not be followed neither with the help of newly generated monoclonal anti-RAGE antibodies, nor in quantitative "real time" RT-PCR analysis. These results cast doubts on the meaning of RAGE as a proinflammatory receptor in AGE-mediated pathologies and on the adequacy of RAGE for the "biosensor". At the same time the question concerning a physiological role of the receptor arose. RAGE-expression was analysed in different healthy human tissues by "real time" RT-PCR, which revealed an almost selective expression in lung tissue. An important indication for a possible physiological function of RAGE in lung provided the selective localization of RAGE on alveolar epithelial type I cells as demonstrated in frozen lung sections as well as in in vitro cultivated lung cells. RAGE could be identified as a novel, highly specific marker for the thin, expanded AT I cell, which form part of the air-blood-barrier. In the following, RAGE was found to be an interaction partner for collagen IV, a major component of the alveolar basal lamina. Membrane-expressed RAGE did not only strengthened adherence of cells but also induced cell spreading on collagen IV-coated surfaces. This preferential interaction of RAGE with collagen IV could substantially contribute to the functional morphology of AT I cells in vivo, thereby ensuring an effective bidirectional gas-exchange. The results of this thesis expose a novel, so far unnoticed aspect of the biology of RAGE, which presumably contributes to the phenotypic characteristic und function of normal human lung tissue. RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) wurde als Interaktionspartner auf Endothelzellen für AGE-modifizierte Moleküle identifiziert. Unter den "Advanced glycation endproducts" werden eine Vielzahl strukturell unterschiedlicher Moleküle zusammengefasst, die durch mehrstufige komplexe Umlagerungen zwischen reduzierenden Zuckern und freien Aminogruppen von Proteinen entstehen. Sie entstehen sowohl bei der Herstellung von Lebensmitteln, als auch in vivo während des Alterns und in erhöhtem Maß bei Diabetes, wobei sie Rezeptor-vermittelt Zellstörungen hervorrufen. In der vorliegenden Arbeit wurde zunächst aufgrund der pathologischen Relevanz eine Strategie zur Konzeption eines "Biosensors" für AGEs verfolgt. Hierfür wurde sowohl der membranständige Rezeptor (flRAGE) als auch löslicher RAGE (sRAGE) in Säugerzellen exprimiert und in zahlreichen Bindungs- und Funktionsanalysen getestet. Hierbei konnte keine spezifische Interaktion der AGE-modifizierten Moleküle mit RAGE nachgewiesen werden. Auch die in der Literatur beschriebene Expression von RAGE auf Endothelzellen konnte mit Hilfe neu generierter monoklonaler Antikörper, sowie in quantitativen "real time" RT-PCR-Analysen nicht nachvollzogen werden. Diese Ergebnisse warfen Zweifel an der grundlegenden Bedeutung von RAGE als proinflammatorischer Rezeptor in AGE-bedingten Krankheiten auf und stellten damit auch dessen Eignung für einen AGE-Biosensor in Frage. Gleichzeitig warf diese Skepsis die Frage nach einer möglichen physiologischen Funktion dieses Rezeptors auf. Eine vergleichende Analyse der RAGE-Expression in verschiedenen gesunden Geweben mittels "real time" RT-PCR ergab eine nahezu selektive Expression in Lungengewebe. Wichtige Anhaltspunkte für die Funktion von RAGE in der Lunge ergaben sich aus der selektiven Lokalisation des Rezeptors auf Alveolarepithelzellen Typ I (AT I) sowohl in Gefrierschnitten der Lunge als auch nach in vitro-Kultur von Lungenzellen. RAGE konnte als neuer, hoch spezifischer Marker für die lang gestreckten AT 1 Zellen, die einen Teil der Blut-Luft-Schranke bilden, definiert werden. In folgenden Funktionsanalysen konnte RAGE als spezifischer Interaktionspartner für Kollagen IV, einer Hauptkomponente der Alveolar-Basalmembran, identifiziert werden. Membranständiger RAGE verstärkte nicht nur die Adhärenz von Zellen an Kollagen IV-beschichtete Oberflächen, er induzierte auch Zell-"Spreading". Dies gab Anlass für die Vermutung, dass die beobachtete präferentielle Interaktion von RAGE mit Kollagen IV maßgeblich zu der funktionellen Morphologie der AT I Zellen in vivo beitragen könnte, die die Voraussetzung für einen effektiven bidirektionalen Gasaustausch darstellt. Durch die Ergebnisse dieser Arbeit wurde ein neuer, bisher unbeachteter Aspekt der Biologie des RAGE aufgedeckt, der vermutlich entscheidend zur phänotypischen Ausprägung und Funktion des normalen humanen Lungengewebes beiträgt. Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden Technische Universität Dresden, Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Immunologie Prof. Dr. med. habil. E. Peter Rieber Prof. Dr. rer. nat. habil. Heinz Fehrenbach Prof. Dr. rer. nat. habil. Gerhard Rödel Prof. Dr. med. habil. E. Peter Rieber 2005-06-15 doc-type:doctoralThesis application/pdf http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461 urn:nbn:de:swb:14-1122277701969-84461 PPN119476835 http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/1339/1122277701969-8446.pdf deu