Advanced

Processing of TNF-receptors to soluble receptor forms in myeloid cells

Björnberg, Flemming LU (1997)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

TNF (Tumor Necrosis Factor eller Tumör-Nekrotisk-Faktor) är en molekyl som utsöndras av kroppens makrofager (latin för storätare) när dessa kommer i kontakt med bakterier. Det TNF som bildas aktiverar andra celler, särskilt vita blodkroppar och de celler som täcker blodkärlsväggens yta (endotelceller). Syftet med detta är att aktivera kroppens immunförsvar och döda bakterierna. Ibland producerar makrofagerna emellertid för mycket TNF. Detta gäller såväl vid akuta sjukdomstillstånd som till exempel blodförgiftning (sepsis) eller mer kroniska tillstånd som ledgångsreumatism. Kroppen är därför utrustad med ett system som har i uppgift att bromsa TNFs effekter. En komponent i detta system utgörs av... (More)
Popular Abstract in Swedish

TNF (Tumor Necrosis Factor eller Tumör-Nekrotisk-Faktor) är en molekyl som utsöndras av kroppens makrofager (latin för storätare) när dessa kommer i kontakt med bakterier. Det TNF som bildas aktiverar andra celler, särskilt vita blodkroppar och de celler som täcker blodkärlsväggens yta (endotelceller). Syftet med detta är att aktivera kroppens immunförsvar och döda bakterierna. Ibland producerar makrofagerna emellertid för mycket TNF. Detta gäller såväl vid akuta sjukdomstillstånd som till exempel blodförgiftning (sepsis) eller mer kroniska tillstånd som ledgångsreumatism. Kroppen är därför utrustad med ett system som har i uppgift att bromsa TNFs effekter. En komponent i detta system utgörs av lösliga TNF receptorer (kallas också TNF-bindande protein). För att TNF skall verka på kroppens celler krävs att dessa är utrustade med mottagarstationer, så kallade receptorer. Nästan alla kroppens celler har TNF receptorer. Det finns två typer av TNF-receptorer. Det som skiljer dem åt är bl.a molekylvikten. Båda receptorerna kan klyvas vilket medför att den del av receptorn som är utanför cellen försvinner. Detta nybildade fragment kallas för löslig TNF-receptor. De lösliga TNF-receptorerna kan binda och inaktivera TNF. Ökad kunskap om TNF receptorsystemet är viktig eftersom den kan bidra till utvecklingen av nya sätt att påverka inflammatoriska sjukdomar.



Min avhandling har handlat om mekanismer kring var, hur, när och varför lösliga TNF receptorer bildas i vita blodkroppar. Jag har använt mig dels av neutrofila granulocyter (ett slags vita blodkroppar) som jag isolerade från friska försökspersoner och dels av så kallade cell-linjer. Cell-linjer är celler som har blivit odödliga (immortaliserade). Ursprungligen har de isolerats från personer med någon form av cancer. Mängden bildade lösliga TNF-receptorer mätte jag med så kallad ELISA-teknik. En ELISA är en känslig metod att med hjälp av antikroppar bestämma mängden av ett visst protein.



Jag studerade bland annat var klyvningen sker. Sker den inne i cellen eller på ytan? En substans som vi tillsatte gav en snabb frisättning av lösliga TNF receptorer i de flesta celltyper. En annan substans gav en betydligt långsammare frisättning och bara i vissa celler. Vi kunde dessutom hämma frisättningen om vi tillsatte ämnen som höjde pH inne i cellen. Slutsatsen är att receptorerna kan klyvas både inne i cellen och på ytan, beroende av celltyp.



Jag studerade även hur TNF receptorerna klyvs, det vill säga vilka enzym som är involverade. Resultaten visar att proteaser som tillhör familjen metallo- respektive serin-proteaser (proteaser är enzym som kan klyva proteiner) kan klyva TNF-receptorerna. Antingen kan proteaser från båda familjerna klyva receptorerna direkt, eller så kan serinproteaser aktivera metalloproteaser som i sin tur klyver receptorerna.



För att neutrofila granulocyter skall kunna deltaga i försvaret mot bakterier krävs det att dessa kan lämna blodbanan. De gör detta genom att fastna på blodkärlsväggen, pressa sig igenom den och vandra ut i vävnaden där de bekämpar bakterier. Jag visar att neutrofila granulocyter klyver sina TNF-receptorer och bildar lösliga TNF-receptorer när de sätter sig fast på endotelcellerna. Varför klyver granulocyten sina TNF-receptorer när den sitter fast på kärlväggen? Om neutrofilen svarar på TNF när den sitter fast på kärlväggen skulle det ge upphov till frisättning av substanser som är skadliga för endotelcellerna. För att undvika svara på TNF klyver därför granulocyten sina receptorer. När väl granulocyten kommit ut i vävnaden kan nya receptorer komma upp till ytan och granulocyten kan svara på TNF där detta är ändamålsenligt. Jag visar även att lösliga TNF-receptorer kan hämma frisättningen av TNF från endotelceller. Lösliga TNF-receptorer frisatta från granulocyter skulle därför kunna hämma frisättningen av TNF från endotelceller.



I sista arbetet visar vi att monocytliknande celler (monocyter är förstadium till makrofager) också klyver sina TNF-receptorer när de kommer i kontakt med endotelceller. Till skillnad från neutrofiler som bara klyver sina TNF-receptorer när de sitter fast på endotelet, så räcker det med endotelcellskontakt för att monocytliknande cellerna skall frisätta lösliga TNF-receptorer. Det kan finnas substanser på endotelcellsytan som ger upphov till ökad frisättning av lösliga TNF-receptorer i de monocytliknande cellerna.



Sammanfattningsvis har min avhandling bidragit till att öka kunskapen och förståelsen kring bildningen av lösliga TNF-receptorer. Detta kan bidra till utvecklingen av läkemedel vid inflammatoriska tillstånd. Man har redan funnit möjliga tillämpningar för lösliga TNF-receptorer vid behandlingen av ledgångsreumatism. (Less)
Abstract
TNF (Tumor Necrosis Factor) is a pro-inflammatory cytokine which binds to two cell surface receptors, TNF-R55 and TNF-R75. The receptors undergo proteolytic cleavage and release a fragment (soluble TNF-receptors or TNF-Binding Protein), TNF-R55-BP and TNF-R75-BP. Soluble TNF-receptors are able to bind and inactivate TNF. The release of soluble TNF-receptors was measured with ELISA. TNF binding capacity to cells was measured with iodinated TNF. PMA induced rapid release of TNF-R55-BP and TNF-R75-BP in myeloid cell lines. TNF induced release of soluble TNF receptors after long term incubation. Both PMA- and TNF-induced release of soluble TNF-receptors was inhibited by addition of the pH increasing agents NH4Cl and monensin. Short time... (More)
TNF (Tumor Necrosis Factor) is a pro-inflammatory cytokine which binds to two cell surface receptors, TNF-R55 and TNF-R75. The receptors undergo proteolytic cleavage and release a fragment (soluble TNF-receptors or TNF-Binding Protein), TNF-R55-BP and TNF-R75-BP. Soluble TNF-receptors are able to bind and inactivate TNF. The release of soluble TNF-receptors was measured with ELISA. TNF binding capacity to cells was measured with iodinated TNF. PMA induced rapid release of TNF-R55-BP and TNF-R75-BP in myeloid cell lines. TNF induced release of soluble TNF receptors after long term incubation. Both PMA- and TNF-induced release of soluble TNF-receptors was inhibited by addition of the pH increasing agents NH4Cl and monensin. Short time incubation with NH4Cl and monensin did not affect PMA-induced downregulation, indicating an intracellular processing site of TNF-receptors to soluble receptor forms. Addition of cAMP resulted in release of TNF-R75-BP. cAMP and PMA had additive effects regarding the production of TNF-R75-BP. Thus, PKA and PKC may regulate the production of soluble TNF-receptors independently of each other. Addition of serineprotease and metalloprotease inhibitors resulted in decreased release of soluble TNF-receptors in myeloid cell lines. In addition, PMA-induced downregulation was inhibited by the metalloprotease inhibitor 1,10-phenanthroline. The effect was reversed by addition of Zn, indicating that Zn-dependent metalloproteases are involved in the release of soluble TNF-receptors. Neutrophil granulocytes released soluble TNF-receptors upon contact with a fibrinogen coated surface. The release was not dependent on integrins. However, TNF-receptors was downregulated by crosslinking integrins in suspension. Incubation of neutrophils on an endothelium which had been prestimulated with IL-1 resulted in adherence and release of soluble TNF-receptors. Both adherence and release of soluble TNF-receptors was blocked by addition of antibodies to integrins. In addition, recombinant TNF-R55-BP was able to inhibit the production of TNF from endothelial cells. Contact with an endothelium resulted in a release of soluble TNF-receptors in monocyte-like cells (THP-1). The release was not dependent on adhesion molecules on the endothelial cells. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Professor Palmblad, Jan, Karolinska Institutet
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
inflammation cytokine TNF receptor, extracellular fluids, Haematology, Hematologi, extracellulära vätskor
pages
82 pages
publisher
Research Department 2, University Hospital, S-221 85 LUND, SWEDEN,
defense location
Segerfalksalen, Wallenberg Neurocentrum,
defense date
1998-01-09 09:00
external identifiers
  • Other:ISRN: LUMEDW/MEMA--1048--SE
ISBN
91-628-2796-0
language
English
LU publication?
yes
id
f21521cf-7bae-4ba4-851b-481d0f1b0e23 (old id 29775)
date added to LUP
2007-06-13 09:40:35
date last changed
2016-09-19 08:45:10
@phdthesis{f21521cf-7bae-4ba4-851b-481d0f1b0e23,
  abstract     = {TNF (Tumor Necrosis Factor) is a pro-inflammatory cytokine which binds to two cell surface receptors, TNF-R55 and TNF-R75. The receptors undergo proteolytic cleavage and release a fragment (soluble TNF-receptors or TNF-Binding Protein), TNF-R55-BP and TNF-R75-BP. Soluble TNF-receptors are able to bind and inactivate TNF. The release of soluble TNF-receptors was measured with ELISA. TNF binding capacity to cells was measured with iodinated TNF. PMA induced rapid release of TNF-R55-BP and TNF-R75-BP in myeloid cell lines. TNF induced release of soluble TNF receptors after long term incubation. Both PMA- and TNF-induced release of soluble TNF-receptors was inhibited by addition of the pH increasing agents NH4Cl and monensin. Short time incubation with NH4Cl and monensin did not affect PMA-induced downregulation, indicating an intracellular processing site of TNF-receptors to soluble receptor forms. Addition of cAMP resulted in release of TNF-R75-BP. cAMP and PMA had additive effects regarding the production of TNF-R75-BP. Thus, PKA and PKC may regulate the production of soluble TNF-receptors independently of each other. Addition of serineprotease and metalloprotease inhibitors resulted in decreased release of soluble TNF-receptors in myeloid cell lines. In addition, PMA-induced downregulation was inhibited by the metalloprotease inhibitor 1,10-phenanthroline. The effect was reversed by addition of Zn, indicating that Zn-dependent metalloproteases are involved in the release of soluble TNF-receptors. Neutrophil granulocytes released soluble TNF-receptors upon contact with a fibrinogen coated surface. The release was not dependent on integrins. However, TNF-receptors was downregulated by crosslinking integrins in suspension. Incubation of neutrophils on an endothelium which had been prestimulated with IL-1 resulted in adherence and release of soluble TNF-receptors. Both adherence and release of soluble TNF-receptors was blocked by addition of antibodies to integrins. In addition, recombinant TNF-R55-BP was able to inhibit the production of TNF from endothelial cells. Contact with an endothelium resulted in a release of soluble TNF-receptors in monocyte-like cells (THP-1). The release was not dependent on adhesion molecules on the endothelial cells.},
  author       = {Björnberg, Flemming},
  isbn         = {91-628-2796-0},
  keyword      = {inflammation cytokine TNF receptor,extracellular fluids,Haematology,Hematologi,extracellulära vätskor},
  language     = {eng},
  pages        = {82},
  publisher    = {Research Department 2, University Hospital, S-221 85 LUND, SWEDEN,},
  school       = {Lund University},
  title        = {Processing of TNF-receptors to soluble receptor forms in myeloid cells},
  year         = {1997},
}