velikost textu

Toll like receptors and myeloid cells in development and disease

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Toll like receptors and myeloid cells in development and disease
Název v češtině:
Toll like receptory a myeloidní buňky ve vývoji a nemoci
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jana Balounová, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Dominik Filipp, CSc.
Oponenti:
prof. MUDr. Radek Špíšek, Ph.D.
Dr. Luca Ernesto Vannucci, Ph.D.
Konzultant:
doc. RNDr. Jan Černý, Ph.D.
Id práce:
85884
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Imunologie (P1517)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
6. 6. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Toll-like receptory, myeloidní buňky, embryonální hematopoéza, autofagie, diabetes
Klíčová slova v angličtině:
Toll-like receptors, myeloid cells, embryonic hematopoiesis, autophagy, diabetes
Abstrakt:
Abstrakt Receptory odvozené od receptoru Toll (TLR) rozeznávají specifické evolučně konzervované struktury společné mnohým patogenům a hrají klíčovou roli v jejich rozpoznání a eliminaci hostitelem. V první řadě jsou zodpovědné za iniciaci a regulaci vrozené i speficické imunitní odpovědi, která je zprostředkována zejména diferenciovanými myeloidními buňkami. Poněkud překvapivé je nedávné zjištění, že v průběhu zánětlivé odpovědi, kdy je prioritou organismu produkovat dostatečné množství buněk imunitního systému pro boj s infekcí, hematopoetické kmenové buňky (HKB) a jejich progenitory mohou prostřednictvím TLR přímo rozpoznávat mikrobiální struktury. Tento nedávno popsaný mechanismus můžeme zahrnout mezi další již dříve popsané způsoby indukce diferenciace HKB v myeloidní buňky a granulocyty. Jmenovitě vliv zánětlivých cytokinů produkovaných infikovanou tkání a reakci na pokles počtu diferencovaných buněk, či jejich prekurzorů, v důsledku mobilizace těchto buněk z kostní dřeni. Není nicméně známo, zda se tento mechanismus uplatňuje také v embryonální krvetvorbě. Naše výsledky ukazují, že receptory TLR a jejich adaptorové proteiny jsou v časných stádiích embryogeneze funkčně exprimovány nejprve maternálními myeloidními buňkami, které jsou postupně nahrazeny diferenciovanými embryonálními fagocyty. Za povšimnutí stojí fakt, že stejně jako diferencované embryonální myeloidní buňky, i nejčasnější hematopoetické multipotentní progenitory, které se objevující ve dni 6.5 embryonálního (E6.5) vývoje myši exprimují receptory TLR, a po stimulaci agonistou receptoru TLR2 odpovídají zvýšením úrovně proliferace a myeloidní diferenciace v závislosti na přítomnosti adaptorového proteinu MyD88. Abychom porozuměli vztahům vznikajících hematopoetických linií a TLR2+ časných embryonálních hematopoetických progenitorů, vytvořili jsme dva transgenní Tlr2-reportérové myší modely umožňující neinvazivní genetické sledování embryonálních buněk s aktivním lokusem genu Tlr2. Vedle zmapování expresního profilu E10.5 embryonálních fagocytů pocházejících vývojově ze žloutkového váčku, a prověření funkčnosti jejich receptorů TLR, naše data ukazují i na účast signalizace TLR2 v regulaci metabolismu železa v těchto embryonálních makrofázích. S ohledem na roli myeloidních buněk v rozvoji onemocnění, a to zejména při interakci patogen-hostitel, popisujeme časnou aktivaci autofagie indukované v makrofázích po infekci bakterií Francisella tularensis prostřednictvím adaptorového proteinu p62. Tento proces může být spuštěn aktivací receptorů TLR. Následně demonstrujeme, že myeloidní α-defensiny a myeloperoxidáza jsou produkovány eosinofily izolovanými z kapilární krve pacientů s diabetem 1. typu a mohly by tak představovat molekulární markery transkripčně aktivních eosinofilů. Naše práce poukazuje na doposud nepopsané funkce receptorů TLR v myeloidních buňkách v průběhu vývoje i patologických stavů.
Abstract v angličtině:
Abstract Toll like receptors (TLRs) are germline-encoded pattern recognition receptors (PRRs) that play a central role in host cell recognition and responses to pathogens. Primarily they are responsible for induction and regulation of the innate and adaptive immune responses whereby the effector function is executed chiefly by differentiated myeloid cells. Somewhat unexpectedly, TLRs have been also shown to be involved in direct pathogen sensing by bone marrow-derived hematopoietic stem cells (HSCs) and hematopoietic progenitors when, under inflammatory conditions, the rapid generation of innate immune effector cells that effectively combat the infection is of utmost priority. While it has been recognized that the release of inflammatory cytokines from inflamed tissues along with the changes in proportions of differentiating cells in the bone marrow (BM) as well as the BM niche can nudge the differentiation of adult BM-derived cells towards myeloid cells and granulocytes, a direct role of TLRs expressed by HSCs in this process has been demonstrated only recently. However, whether a similar mechanism operates also during embryonic hematopoiesis is unknown. Here we show that TLRs and their adaptor proteins are functionally expressed during early stages of embryogenesis by short-lived maternally-transferred myeloid cells, which are then replaced by differentiated embryonic myeloid cells. Unexpectedly, the earliest hematopoietic multipotent progenitors, which appear at day 6.5 of mouse embryogenesis (E6.5), also express TLRs and similar to differentiated embryonic myeloid cells, respond to TLR2 triggering by enhanced proliferation and myeloid differentiation rates in a MyD88- adaptor protein-dependent manner. In order to trace the relationship of established hematopoietic lineages to these TLR2+ early hematopoietic progenitors, we describe here the generation of two transgenic Tlr2-reporter mouse strains that enable a direct lineage tracing of embryonic cells with an active Tlr2 locus. In addition to providing gene expression profiling and multiple lines of evidence for the functionality of embryonically expressed TLRs, we demonstrate the involvement of TLR2 signaling in the regulation of iron metabolism pathway in E10.5 TLR2+ yolk sac-derived macrophages. In respect to the role of myeloid cells in health and disease, particularly focusing on pathogen-host interactions, we describe the early activation of Francisella tularensis-triggered autophagy pathway in macrophages which is controlled by the adaptor protein p62, a process that is likely initiated by TLR triggering. Lastly, we also show that myeloid α- defensins and myeloperoxidase are highly expressed in eosinophils that are isolated from peripheral capillary blood of patients with the type 1 diabetes, where they could serve as molecular markers of transcriptionally active eosinophils. Collectively, our work demonstrates so far unrecognized functions of TLRs in myeloid cells in development and disease.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jana Balounová, Ph.D. 22.38 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Jana Balounová, Ph.D. 70.49 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jana Balounová, Ph.D. 409 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jana Balounová, Ph.D. 401 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Radek Špíšek, Ph.D. 147 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Luca Ernesto Vannucci, Ph.D. 327 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 513 kB