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Janna-Luisa Beermann

• Zusammenfassung Im Rahmen immunologischer Erkrankungen, wie Autoimmun- oder inflammatorischer Erkrankungen, Erkrankungen des zentralen Nervensystems oder Krebserkrankungen spielen Peptidasen eine wichtige Rolle [1, 2]. Die Exopeptidasen Membran-Alanyl-Aminopeptidase N (APN/CD13) und Dipeptidylpeptidase IV (DP IV/CD26) sind essentiell für die Regulation vieler biologischer Prozesse, insbesondere für die Autoimmunität und die Inflammation [3-5]. Literaturdaten und Vorarbeiten verschiedener Arbeitsgruppen belegen immunmodulatorische Eigenschaften von Inhibitoren der enzymatischen Aktivität der APN. Sowohl in vitro als auch in verschiedenen Krankheitsmodellen der Maus in vivo, zeigten sich therapeutisch relevante immunsuppressive Effekte dieser Inhibitoren [7, 11]. Mechanistisch liegen diesen positiven Wirkungen unter anderem eine Hemmung der Produktion und Sekretion proinflammatorischer Zytokine, sowie die Verstärkung der Produktion und Sekretion immunsuppressiver Zytokine zu Grunde [5]. Die Inhibitoren scheinen auch einen immunmodulatorischen Einfluss auf den Wnt Signalweg zu haben, der als Signaltransduktionsweg wichtige Aufgaben in der Regulation von Zellmigration, Polarität, interzellulärer Kontakte und für die frühe Embryonalentwicklung übernimmt [47]. Im Rahmen dieser Arbeit wurde sowohl der Einfluss verschiedener Inhibitoren der APN als auch des genetischen CD13-Knockouts in Mäusen auf die Aktivierung verschiedener Mikrogliazellpopulationen und auf die Expression von Komponenten des Wnt Signalweges untersucht. In Abhängigkeit von der Aktivierung war sowohl eine gesteigerte Expression proinflammatorischer Zytokine, als auch eine Hemmung der Komponenten des Wnt Signalweges in BV2 Mikrogliazellen zu beobachten. In BV2 Mikrogliazellen konnten keine signifikanten Einflüsse durch die Inhibitoren A1.002 und IP10.C9 detektiert werden. Lediglich durch den CD13-Antikörper My 7 konnten immunsuppressive Effekte in aktivierten BV2 Mikrgoliazellen beobachtet werden. In CD13-Knockout Mäusen konnte eine signifikante Reduktion der Wnt 10b positiven Mikrogliazellen gezeigt werden. In der Zusammenschau aller Ergebnisse lassen sich regulatorische Zusammenhänge zwischen der Aktivität der Mikrogliazellen, sowie der APN und dem Wnt Signalweg aufzeigen. Daher erscheinen weiterführende Analysen in primären isolierten Mikrogliazellen sinnvoll, um die Bedeutung von Inhibitoren der APN in neuronalen Zellen zu ermitteln. Dabei spielen nicht nur die Inhibitoren selbst, sondern auch deren Inkubationsbedingungen im Verhältnis zur LPS-vermittelten Zellaktivierung eine entscheidende Rolle.
• It has been well established that peptidases play a major role in immunological disorders, such as in several autoimmune and inflammatory diseases, as well as in cancers and diseases of the central nervous system [1,2]. It seems the exopeptidases membrane-alanyl-aminopeptidases N (APN/CD13) and dipeptidyl-peptidases IV (DP IV/CD26) are essential for the regulation of many biological processes and are centrally involved in autoimmunity and inflammation [3-5]. Previous research studies and literature reviews have provided evidence for the immunomodulatory characteristics and effects of APN inhibitors, that reduce the enzymatic activity of APN. Both in vitro and in vivo across different disease models in mice, therapeutically benefical immunosuppressive effects of these APN inhibitors have been observed [7,11]. At the mechanical level, these positive effects are accounted for by two processes: (1) the inhibition of the production and secretion of proinflammatory cytokines, and (2) the promotion of the production and secretion of immunosuppressive cytokines [5]. Meanwhile, at the molecular level, it seems APN inhibitors have an immunomodulatory effect on the Wnt signaling pathway, a signal transduction pathway involved in the regulation of critical processes, such as cell migration, cell polarity, intercellular signaling and early embryonal development [47]. Thus, the aim of this work was to investigate the influence of several APN inhibitors as well as genetic CD13-knockout in mice, on the activation of different microglial cell populations, as well as the expression of components of the Wnt signaling pathways. We found that depending on the microglia activation, there was an increased expression of proinflammatory cytokines and decreased expression of components of the Wnt signaling pathways in BV2 microglia cells. In BV2 microglia, no significant effect of APN inhibitors A1.002 and IP10.C9 were detected. However, when the CD13-antibody My 7 was introduced, immunosuppressive effects in activated BV2 microglia were observed. Further, in CD13-knockout mice a significant decrease in the Wnt 10b positive microglia was demonstrated. Taken together, these results demonstrate a correlation between the activity of microglia and the APN, as well the Wnt signaling pathway. Therefore, further investigation into the significance of the APN inhibitor effects on neuronal cells through an advanced analysis of primary isolated microglia is suggested. However, the effects of inhibitors cannot be isolated, thus it is suggested that incubation conditions in relation to LPS-mediated cell activation might also play a major role.