Induktion und Signaltransduktion bei der Expression des Chemokins MCP-1 in Monozyten

Das Chemokin 'Monocyte Chemoattractant Protein-1' (MCP-1) spielt bei inflammatorischen Erkrankungen eine wesentliche Rolle. Verschiedene Zelltypen produzieren MCP-1. Es interessierte, welche Stimuli in Monozyten MCP-1 induzieren können und welche Signaltransduktionskaskaden daran beteiligt sind. Darüber hinaus sollte die Rolle einzelner Transkriptionsfaktoren und Promotorregionen des MCP-1-Gens untersucht werden.Komponenten Gram-positiver und -negativer Bakterien, Phorbolester und Substanzen, die die intrazelluläre Calciumkonzentration erhöhen, induzierten die MCP-1-Expression in einer humanen myelomonozytären Zellinie (THP-1) und in frisch isolierten Monozyten. Die mit Lipopolysaccharid (LPS)-induzierte MCP-1-Expression war stark von der MAPK/ERK-Kinase (MEK)-1/-2 und von I-kappaB Kinasen beziehungsweise NF-kappaB abhängig, dagegen scheinen Calcineurin, Calmodulinkinasen und die 'Mitogen-Activated Protein Kinase' p38 keine entscheidende Rolle zu spielen. Die Thapsigargin (TG)-induzierte MCP-1-Bildung durch Erhöhung der intrazellulären Calciumkonzentration war zusätzlich von Calcineurin und Calmodulinkinasen abhängig. Als nukleäre Transkriptionsfaktoren wurden bei der LPS-Stimulation NF-kappaB sowie AP-1 und zusätzlich NF-ATc3 bei Stimulation durch TG nachgewiesen. Die Untersuchung des MCP-1-Promotors konnte eine Bindung von NF-kappaB- und AP-1-Mitglieder an eine bislang nicht untersuchte distale Region und eine AP-1-Bindung an eine proximale Region nachweisen. Die Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß die Aktivierung der MCP-1-Expression durch verschiedene Stimuli unter Beteiligung teilweise unterschiedlicher Signaltransduktionswege abläuft und sowohl eine proximale als auch eine distale Promotorregion des MCP-1-Gens daran beteiligt ist.

The chemokine Monocyte Chemoattractant Protein-1 (MCP-1) plays a role in inflammatory diseases. Different cell types produce MCP-1. The induction of MCP-1 in monocytes by different stimuli and the contribution of signal transduction cascades were investigated. Furthermore the role of distinct transcription factors and promoter regions were studied.Components of Gram-positive and -negative bacteria, phorbol ester and substances increasing the intracellular calcium concentration induced MCP-1 expression in a human myelomonocytic cell line (THP-1) and freshly isolated monocytes. The LPS induced MCP-1 expression was dependent on MAPK/ERK-Kinase (MEK)-1/-2, I-kappaB kinases and NF-kappaB whereas calcineurin, calmodulin kinases and p38 mitogen-activated protein kinase played a minor role. Induction of MCP-1 by thapsigargin triggered calcium influx was additionally dependent on calcineurin and calmodulin kinases. In regard to transcription factors, stimulation by LPS or TG resulted in nuclear NF-kappaB and AP-1. Additionally, TG induced nuclear NF-ATc3. Analysis of the MCP-1 promoter showed binding of NF-kappaB and AP-1 at a previously unrecognized distal region, a proximal region bound only AP-1.These data suggest, that activation of MCP-1 expression by distinct stimuli results in partially different signalling inolving a proximal and a distal region of the MCP-1 promoter.