Untersuchungen zur Bedeutung des humanen Ribonuklease-Inhibitors und der antimikrobiellen Ribonuklease RNase 7 für die kutane Abwehr

Schröder, Lena

RNase7 (R7) spielt eine große Rolle in der antimikrobiellen Abwehr der Haut gegen Pathogene und verfügt über potente Ribonukleaseaktivität. Das konstitutiv exprimierte antimikrobielle Peptid (R7) lässt sich durch proinflammatorische Zytokine und Bakterien induzieren. R7 befindet sich hauptsächlich in der äußersten Schicht der Epidermis, dem Stratum corneum (S.c.). Ein starker Inhibitor von R7, der Ribonuklease-Inhibitor (RI), befindet sich hauptsächlich in der darunterliegenden Hautschicht, dem Stratum spinsoum, wo er überwiegend im Zytosol der Keratinozyten exprimiert wird. In dieser Arbeit wurde die Interaktion des RI mit R7 untersucht. Es zeigte sich, dass es R7 möglich ist, in vitro an den RI zu binden, der dadurch sowohl die antimikrobielle als auch die Ribonukleaseaktivität von R7 hemmt. Im S.c. vorkommende Kallikrein-Proteasen können den RI degradieren, allerdings nicht, wenn der RI schon einen Komplex mit R7 eingegangen ist. So ist es eher unwahrscheinlich, dass Proteasen im S.c. R7 aus einem RI-R7-Komplex freisetzen können. Die Bindung des RI an R7 führte zur Frage, ob der RI die Expression und insbesondere die Sekretion von R7 aus den Keratinozyten beeinflusst. Transfektionsstudien mit RI-Überexpressionsplasmiden sowie RI-siRNA konnten keinen Einfluss herausstellen. Auch eine potentielle Schutzwirkung des RI vor einer zytotoxischen Aktivität von R7 in den Keratinozyten konnte nicht gefunden werden. Da R7 aus dem Keratinozyten sezerniert wird und der RI nur in den Keratinozyten nachweisbar ist, nicht aber im Zellkultur-Überstand, ist es fraglich, ob der RI außerhalb der Zelle überhaupt einen regulativen Einfluss auf R7 haben könnte. Eine Freisetzung des RI im Rahmen von Zelltod wäre allerdings denkbar. In vivo konnten erhöhte RI-Genexpressionslevel in der läsionalen Haut von Patienten mit den Hauterkrankungen atopischer Dermatitis und Psoriasis nachgewiesen werden. Dies lässt vermuten, dass der RI in diesen Erkrankungen eine Bedeutung haben könnte.

RNase 7 plays a major role in the antimicrobial defence of the skin against pathogens and exhibits a potent ribonuclease activity. The constitutively expressed peptide RNase 7 is inducible by proinflammatory cytokines and bacteria. In vivo, RNase 7 is mainly located in the outermost layer of the epidermis, in the Stratum corneum. In contrast, a strong inhibitor of RNase 7, the Ribonuclease inhibitor (RI), is mainly found in the layer below the Stratum corneum, in the Stratum spinosum, where it is mainly expressed in keratinocyte cytosol. In the present work the interaction of RI and RNase 7 was investigated intensively. It was shown, that RNase 7 is able to bind to the RI in vitro. Through the interaction the RI blocks the antimicrobial activity as well as the ribonuclease activity of RNase 7. Kallikrein-proteases in the Stratum corneum may degrade the RI, but not if the RI is already bound to RNase 7. Hence, it is rather unlikely, that those proteases may release RNase 7 from a RI RNase 7 complex in the Stratum corneum. The binding of the RI to RNase 7 led to the question, if the RI influences the expression and especially the secretion of RNase 7 from keratinocytes. Transfection experiments with RI-overexpression plasmids as well as experiments with RI-siRNA here did not show any influence on RNase 7. Furthermore, the RI did not show any potential protective influence on a possible cytotoxic activity of RNase 7 in the keratinocytes. As RNase 7 is predominantly secreted by keratinocytes and the RI is only detectable in the keratinocytes but not in the keratinocyte supernatant it is not clear if the RI has a regulatory influence on RNase 7 outside of the keratinocytes at all. However, a release of the RI within the scope of cell death might be supposable. Increased levels of RI-gene expression in lesional skin of patients with the chronic inflammatory skin disease atopic dermatitis and psoriasis has been shown in vivo. This leads to the conclusion that the RI may play a role for those skin diseases.

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Schröder, Lena: Untersuchungen zur Bedeutung des humanen Ribonuklease-Inhibitors und der antimikrobiellen Ribonuklease RNase 7 für die kutane Abwehr. 2019.

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