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Kramer, Roxane (2010): Identifikation differenziell exprimierter Proteine in peripheren Blut-Leukozyten von Pferden mit equiner rezidivierender Uveitis. Dissertation, LMU München: Faculty of Veterinary Medicine
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Abstract

Die equine rezidivierende Uveitis (ERU) ist eine spontane, periodisch wiederkehrende Erkrankung und ist die häufigste Ursache von Erblindung bei adulten Pferden. Sie betrifft weltweit bis zu 10% der Pferdepopulation und ist das einzige spontane Modell für die autoimmun-mediierte Uveitis des Menschen. Ziel dieser Arbeit war es, mittels vergleichender Proteomanalyse Unterschiede in der Proteinexpression zwischen Leukozyten gesunder und an ERU erkrankter Pferde zu detektieren und durch massenspektrometrische Identifizierung dieser differenziell exprimierten Proteine die Pathogenese der ERU weiter zu charakterisieren. In diesem Zusammenhang wurden in dieser Studie Leukozyten aus dem peripheren Blut von insgesamt 37 augengesunden und 33 an ERU erkrankten Pferden untersucht. Mittels zweidimensionaler Difference-gel-electrophoresis (2D-DIGE) wurden in einem ersten, lymphozytären Experiment 50 differenziell exprimierte Proteine detektiert. Von diesen Proteinen konnten insgesamt neun massenspektrometrisch eindeutig identifiziert werden, unter anderem Septin 7. Die Expressionsstärke von Septin 7 in Lymphozyten von an ERU erkrankten Pferden ist im Vergleich zu gesunden Tieren um 30% verringert. Zudem ist die Septin 7-Expression in T-Zellen der bei ERU intraokulär gebildeten Lymphfollikel niedriger als in den Zellen des als Kontrollgewebe eingesetzten Mandibularlymphknotens. Nachdem Septin 7 eine Rolle bei der Funktion und Migration von T-Zellen zugesprochen wird, soll in weiteren Untersuchungen geklärt werden, wie die verringerte Septin 7-Expression mit der Pathologie der ERU zusammenhängen könnte. Im zweiten Experiment wurden auch die Granulozyten in die Analyse mit einbezogen. Aus den hier ebenfalls 50 unterschiedlich abundanten Proteinen konnten 20 eindeutig identifiziert werden, darunter Talin 1, das in den ERU-Proben zu 89% niedriger exprimiert war als in den Kontrollen. Talin 1 wird auf equinen PBL zum Teil mit mehreren Integrinen (CD11a, CD11b, CD29 und CD49a) ko-exprimiert und war auf den intraokulären Zellen zu nahezu 100% exprimiert im Vergleich zum Kontroll-Lymphknoten (ca. 40%). Da Talin 1 ebenfalls eine Rolle bei der Zellmigration zugeschrieben wird, sollen weitere funktionelle Analysen klären, welche Bedeutung die veränderte Talin 1-Expression in den PBL und den intraokulären Leukozyten der an ERU erkrankten Pferde hat. Weitere interessante Kandidaten aus beiden Experimenten, die unserer Meinung nach nähere Untersuchungen rechtfertigen, sind Scaffold attachment Faktor B, Superoxid Dismutase und Triosephosphat Isomerase (überexprimiert bei ERU) sowie Programmed cell death 6-interagierendes Protein, NCK Adapter Protein 1 und Ezrin (niedriger exprimiert bei ERU).

Abstract

Equine recurrent uveitis (ERU) is a spontaneous, periodic recurrent disease and the most common cause for blindness in adult horses. About ten percent of the worldwide equine population is affected by this disease. In addition, ERU is the only spontaneous model for autoimmune-mediated uveitis in humans. In order to get a deeper understanding of the ERU pathogenesis, the aim of this study was to detect and subsequently identify differentially expressed proteins in the peripheral blood leucocyte (PBL) proteome of ERU-diseased horses in comparison to healthy controls through comparative proteome analysis. For this purpose, PBL of 37 healthy and 33 ERU diseased horses were examined in this study. In a first experiment, comparing lymphocytes from PBL, we detected 50 differentially expressed proteins using the two-dimensional Difference-gel-electrophoresis (2D-DIGE) technique. Nine out of these 50 proteins could be unambiguously identified by mass spectrometry, among these was Septin 7. The Septin 7-expression level in lymphocytes of horses with equine recurrent uveitis is reduced by 30% in comparison to non-diseased controls. Additionally, T-cells in intraocular lymph follicles, which occur in eyes of ERU-diseased horses, express less Septin 7 than cells of the mandibular lymphnodes used for comparison. As Septin 7 might play a role in the function and migration of T-cells, further investigation will be performed to clarify whether a reduced Septin 7-expression associates with the ERU pathology. In a second experiment, the analysis was expanded to total PBL, also containing granulocytes. Again, a total of 50 differentially expressed proteins were detected and 20 out of these 50 proteins could be clearly identified. Among these was Talin 1, which - in PBL of ERU-diseased horses - was reduced in its expression by 89% compared to control samples. Talin 1 was partially co-expressed with several integrins (CD11a, CD11b, CD29 and CD49a) on equine PBL and it was expressed by almost 100% of intraocular T-cells in contrast to control lymphnodes, where Talin 1 was expressed in about 40% of the cells. As Talin 1 might also play a role in cell-migration, further functional analysis should clarify why the Talin 1-expression in PBL and intraocular leukocytes in ERU-diseased horses is altered. Other proteins of interest detected in the two DIGE-experiments which also deserve further characterisation are Scaffold attachment factor B, Superoxide dismutase and Triosephosphate isomerase (all with a higher expression in ERU-diseased horses) as well as Programmed cell death 6-interacting protein, NCK adaptor protein 1 and Ezrin (expressed lower in ERU cases).