Role caveolinů v regulaci základních buněčných procesů u endoteliálních a imunitních buněk

Bc. Michaela Macečková

Master's thesis

The role of caveolins in regulation of basic cellular processes in endothelial and immune cells

Abstract:

Caveoliny jsou proteiny plazmatické membrány účastnící se mnohých buněčných dějů. Nejdůležitějším z těchto dějů je signální transdukce, kde působí caveoliny jako signalozómy, a zprostředkovávají tak interakce molekul s odpovídajícími receptory. Caveoliny také vykazují značnou buněčnou specifitu. Endoteliální buňky patří ke tkáním s nejvyšší expresí caveolinů, kdežto imunitní buňky jsou komplikovanou skupinou buněk a exprese jednotlivých caveolinů se u nich velmi liší. Obecně lze tedy říci, že pokud jde o zapojení caveolinů do buněčné signalizace a vlastní expresi caveolinů u konkrétních typů buněk, je nutný podrobnější rozbor této problematiky. Cílem této práce byla proto detekce exprese caveolinů u vybraných typů buněk v klidovém stavu a po navození zánětlivých podmínek klasickými aktivátory v normoxii nebo hypoxii. Tato exprese byla poté porovnána s expresí nejdůležitějších parametrů aktivace, produkcí pro-zánětlivých mediátorů buněk a aktivací určitých signálních drah. Pro tyto experimenty byly vybrány makrofágy izolované z kostní dřeně myší a endoteliální buňky lidské pupečníkové žíly. Mezi použité metody patřila Griessova metoda stanovení produkce oxidu dusnatého, metoda Western blot pro stanovení exprese proteinů, ELISA metoda pro detekci koncentrace tumor nekrotizujícího faktoru a transfekce makrofágů pomocí siRNA proti caveolinu-2. Získané výsledky mohou přispět k pochopení zapojení caveolinů do regulace zánětlivé imunitní odpovědi, a objasnit tak blíže komplexní funkci caveolinů v organizmu.

Abstract:

Caveolins are plasma membrane proteins involved in many cellular processes. The most important of these processes is signal transduction where caveolins act as signalosomes and thus mediate the interactions of molecules with the corresponding receptors. Caveolins also show significant cell specifity. Endothelial cells belong to the tissues with the highest expression of caveolins, whereas immune cells are complicated group of cells and particular caveolin expression differs greatly. In general, there are missing information about the involvement of caveolins in cell signaling and actual caveolin expression in specific cell types, therefore this thesis was focused on some of these issues. The aim of this study was to, detect caveolin expression in selected types of cells in the resting state and after the induction of inflammatory conditions by classic activators in normoxia or hypoxia. This caveolin expression was then compared with the expression of the most important parameters of activation, production of the pro-inflammatory mediators and with activation of specific cell signaling pathways. Bone marrow-derived macrophages and human umbilical vein endothelial cells were selected for these experiments. Among the methods used were Griess method for the determination of nitric oxide production, Western blot method for determination of the protein expression, ELISA method for tumor necrosis alpha production, and transfection of macrophages by siRNA against caveolin-2. The results may contribute to understanding of the caveolin involvement in the regulation of inflammatory immune response and further clarify the complex function of caveolins in the organism.

Keywords

caveoliny, caveolae, imunitní buňky, endoteliální buňky, makrofágy, zánět, lipopolysacharid, interferon-gama, normoxie, hypoxie, hypoxií indukovaný faktor-1 alfa, oxid dusnatý, endoteliální syntáza oxidu dusnatého, inducibilní syntáza oxidu dusnatého, signální transdukce, mitogenem-aktivované protein kinázy caveolins, immune cells, endothelial cells, macrophages, inflammation, lipopolysaccharide, interferon-gamma, normoxia, hypoxia, hypoxia-inducible factor-1 alpha, nitric oxide, endothelial nitric oxide synthase, inducibile nitric oxide synthase, signal transduction, mitogen-activated protein kinases

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 10. 2. 2015
• Supervisor: Mgr. Michaela Pekarová, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Special Biology