1Universitätsklinikum Tübingen Innere Medizin III, Kardiologie und Kreislauferkrankungen Tübingen, Deutschland; 2Universitätsklinikum Tübingen Innere Medizin III, Kardiologie und Angiologie Tübingen, Deutschland; 3Universitätsklinikum Würzburg Inst. für Exp. Biomedizin, Lehrstuhl f. Exp. Biomed. II Würzburg, Deutschland; 4Universitätsklinikum Bonn Medizinische Klinik und Poliklinik II Bonn, Deutschland; 5Universitätsklinikum Heidelberg Innere Medizin I Heidelberg, Deutschland; 6Dr. von Haunersches Kinderspital Abt. für Neonatologie München, Deutschland; 7Ludwig-Maximilians-Universität München Kardiovaskuläre Physiologie München, Deutschland; 8Universität Würzburg Institut für Biotechnologie und Biophysik Würzburg, Deutschland; 9Universitätsklinikum Tübingen Abteilung Innere Medizin II, Hämatologie, Onkologie, Immunologie und Pulmologie Tübingen, Deutschland; 10Universität Tübingen Interfakultäres Institut für Biochemie Tübingen, Deutschland; 11Universität Tübingen Institut für Angewandte Physik Tübingen, Deutschland; 12Klinikum Memmingen Medizinische Klinik I Memmingen, Deutschland; 13Ostalb-Klinikum Aalen Innere Medizin II, Kardiologie und Angiologie Aalen, Deutschland
Hintergrund: Cyclophilin A (CyPA) wird ubiquitär intrazellulär exprimiert und ist an der Leukozytenrekrutierung im Rahmen von myokardialer Inflammation, Ischämie-Reperfusion, hypertropher Kardiomyopathie sowie bei der Entstehung von Aortenaneurysmen an zentraler Stelle involviert. Durch Freisetzung aus dem Zytosol in den Extrazellularraum induziert CyPA Chemotaxis sowie die Aktivierung von Leukozyten.
Der Receptor for Advanced Glycation Endproducts (RAGE) ist ebenfalls vielschichtig an pro-inflammatorischen Prozessen im Formenkreis kardiovaskulärer Erkrankungen beteiligt und spielt eine wichtige Rolle in der Entstehung von Atherosklerose, myokardialer Ischämie/Reperfusion sowie pAVK.
In der vorliegenden Arbeit identifizieren wir RAGE als bislang unbekannten Rezeptor für extrazelluläres CyPA auf Leukozyten.
Methoden und Ergebnisse: Auf humanen sowie murinen Leukozyten zeigte RAGE eine ähnliche Verteilung wie der bislang identifizierte CyPA-Rezeptor CD147. Proximity ligation assays konnten eine Interaktion von CyPA mit RAGE auf der Zelloberfläche von wildtyp Leukozyten zeigen, wohingegen RAGE-defiziente Leukozyten keine Interaktion aufwiesen. Ebenso verhinderte die Zugabe von small-molecule Inhibitoren gegen RAGE die Interaktion von CyPA mit RAGE. Durch Atomic force microscopy konnte die physikalische Stabilität der Interaktion auf der Zelloberfläche quantifiziert und so eine nur räumliche Assoziation ausgeschlossen werden, was sich durch Co-Immunopräzipitation bestätigen ließ. Leukozyten zeigten in vitro RAGE-abhängige Chemotaxis zu CyPA hin. MyD88 konnte als wichtiges Adapterprotein für die CyPA-RAGE Signaltransduktion identifiziert werden. Eine CyPA-RAGE Interaktion führte dabei zu MyDDosome Bildung während MyD88-defiziente Leukozyten keine relevante Chemotaxis zu CyPA zeigten. Weiterhin führt CyPA über RAGE zu einer Aktivierung von NFκB mit Translokation von p65 in den Zellkern.
In vivo zeigten RAGE-defiziente Tiere im Vergleich zu wildtyp Tieren eine signifikante Reduktion von CyPA-induzierter Leukozytenadhäsion am Endothel sowie eine verminderte Leukozytenrekrutierung in einem CyPA-induzierten Peritonitismodell. Durch Applikation eines inhibierenden Antikörpers gegen extrazelluläres CyPA konnte ferner gezeigt werden, dass zirkulierendes CyPA in vivo an der Regulation der RAGE-Expression auf verschiedenen Leukozytensubgruppen dergestalt beteiligt ist, dass eine verminderte CyPA-Verfügbarkeit zu einer verminderten RAGE-Expression im Sinne eines feed-forward loops beiträgt.
Zusammenfassung: CyPA und RAGE sind potente Effektoren im Formenkreis kardiovaskulärer Erkrankungen. In der vorliegenden Arbeit wird RAGE als bislang unbekannter Rezeptor für extrazelluläres CyPA auf Leukozyten beschrieben und charakterisiert.