Naslov Neuroimunomodulacijska svojstva dipeptidil-peptidaze IV u modelu upalne bolesti crijeva u miša : doktorski rad
Naslov (engleski) Neuroimmunomodulative Properties of Dipeptidyl Peptidase IV in a Model of Inflammatory Bowel Disease in Mice
Autor Lara Batičić
Mentor Jadranka Varljen (mentor)
Mentor Natalia Kučić (komentor) MBZ: 239812
Član povjerenstva Ivana Marić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Marko Duvnjak (član povjerenstva)
Član povjerenstva Robert Domitrović (član povjerenstva)
Član povjerenstva Jadranka Varljen (član povjerenstva)
Član povjerenstva Natalia Kučić (član povjerenstva) MBZ: 239812
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Rijeci Medicinski fakultet Rijeka
Datum i država obrane 2010-10-22, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO Temeljne medicinske znanosti
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 61 - Medicina
Sažetak Uvod. Upalne bolesti crijeva grupa su kroničnih autoimunih bolesti gastrointestinalnog
sustava nedovoljno poznate etiopatologije. Dosadašnja istraživanja ukazuju na
povezanost dipeptidil-peptidaze IV (DPP IV/CD26) i molekularnih mehanizama
uključenih u procese nastanka i cijeljenja upale. Pokazano je da ova molekula ima vrlo
važnu ulogu u razgradnji neuroimunoendokrinih medijatora uključenih u održavanje
integriteta sluznice, kao i nastanak upalnih promjena.
Cilj istraživanja. Ovo se istraživanje temelji na pretpostavci da DPP IV/CD26 ima
značajnu neuroimunomodulacijsku ulogu, obzirom da je biološka aktivnost mnogih
neuropeptida i interleukina pod izravnim utjecajem ove molekule. Cilj ovog istraživanja
bio je ispitati povezanost DPP IV/CD26 i Crohnove bolesti, praćenjem profila medijatora
neuroimunološkog odgovora tijekom nastanka i cijeljenja kemijski induciranog kolitisa u
CD26 deficijentnom i divljem tipu miša.
Materijal i metode. Model Crohnove bolesti u miša induciran je rektalnom,
intraluminalnom aplikacijom etanolne otopine trinitrobenzensulfonske kiseline (TNBS).
Kako bi ispitali in vivo učinke DPP IV/CD26 u razvoju i cijeljenju upalnih promjena, kolitis
je izazvan u CD26 deficijentnom (CD26-/-) te divljem tipu miša soja C57BL/6, istog spola i
dobi. Kontrolne skupine predstavljale su životinje odgovarajućeg soja kojima je pod istim
uvjetima rektalno aplicirana sterilna fiziološka otopina, odnosno otopina etanola. Razvoj,
intenzitet i cijeljenje kolitisa praćeno je u različitim vremenskim intervalima temeljem
kliničkih i histoloških parametara na sistemskoj i lokalnoj razini, u oba soja pokusnih
životinja. Stupanj oštećenja debelog crijeva pratio se određivanjem makroskopskih
promjena, patohistološkom analizom, određivanjem mikroskopskog indeksa oštećenja te histomorfometrijskom analizom parafinskih tkivnih rezova. Aktivnost DPP IV/CD26 u
C57BL/6 soja miša te aktivnost DPP IV/CD26-sličnih enzima u CD26-/- životinja u
serumu, mozgu i debelom crijevu određivana je spektrofotometrijski. Proteinski izražaj
DPP IV/CD26 u mozgu i debelom crijevu C57BL/6 životinja određivan je tehnikom
Western blot. Sistemske (serumske) i lokalne (u ekstraktima mozga i debelog crijeva)
koncentracije neuropeptida Y (NPY) i vazoaktivnog intestinalnog peptida (VIP)
određivane su specifičnim imunoenzimskim testovima (ELISA), a njihov proteinski izražaj
u mozgu i debelom crijevu tehnikom Western blot. Koncentracije proupalnog
interleukina-6 i protuupalnog interleukina-10 u cirkulaciji te u ekstraktima navedenih tkiva
također su određivane specifičnim imunoenzimskim testovima (ELISA).
Rezultati. Tijekom razvoja kemijski induciranog TNBS-kolitisa u C57BL/6 i CD26-/- soju
životinja dolazi do kliničke manifestacije bolesti, statistički značajnih promjena tjelesne
mase, mase jetre i slezene, makroskopskih, patohistoloških i histomorfometrijskih
promjena debelog crijeva uz značajan porast mikroskopskog indeksa oštećenja, čime je
potvrđena uspostava modela kolitisa. Upalne promjene u obliku ulceracija u CD26-/-
životinja bile su lokalizirane na površinski sloj, uz određeni broj žarišnih transmuralnih
promjena. Za razliku od CD26-/-, kod C57BL/6 životinja prisutna je difuzna upala koja
zahvaća cijelu cirkumferenciju crijeva.
Kod ciljanih imunobiokemijskih parametara (enzimske aktivnosti, koncentracije
neuropeptida, koncentracije interleukina) utvrđene su statistički značajne promjene i na
sistemskoj i na lokalnoj razini u oba soja pokusnih životinja kojima je induciran kolitis u
odnosu na kontrolne skupine, ali i između ispitivanih sojeva životinja. Aktivnost DPP IV u
C57BL/6 životinja statistički je značajno snižena u serumu, mozgu i debelom crijevu
životinja kojima je induciran kolitis, u odnosu na kontrolnu skupinu.
U akutnoj fazi kolitsa, u CD26-/- životinjama utvrđene su statistički značajne razlike u
promjenama koncentracija NPY-a i VIP-a te IL-6 i IL-10 u cirkulaciji i na lokalnoj razini (u mozgu i debelom crijevu), u odnosu na skupine C57BL/6 životinja. Koncentracije
protuupalnih medijatora IL-10 i VIP-a u CD26-/- životinja statistički su značajno više i
sistemski i lokalno, dok C57BL/6 životinje sadrže veće koncentracije NPY-a u mozgu i
debelom crijevu.
Zaključak. TNBS-kolitis (engl. Crohn-like colitis) uspostavljen je u oba soja miša, što je
potvrđeno statistički značajnim promjenama kliničkih i histoloških parametara na lokalnoj
i sistemskoj razini, s odgovarajućim razlikama u patohistološkim upalnim promjenama.
Tijekom razvoja i cijeljenja kolitisa u CD26-/- životinja dolazi do statistički značajnih
promjena sistemskih i tkivnih koncentracija NPY-a, VIP-a, IL-6 i IL-10 u odnosu na
C57BL/6 životinje. Dobiveni rezultati ukazuju da se upalne promjene na razini debelog
crijeva reflektiraju promjenama ispitivanih imunobiokemijskih parametara u mozgu.
Rezultati ovog istraživanja ukazuju da DPP IV/CD26 posjeduje i
neuroimunomodulacijska svojstva tijekom razvoja i cijeljenja upalne bolesti crijeva u
miša.
Sažetak (engleski) Introduction. Inflammatory bowel diseases represent a group of chronic autoimmune
diseases of the gastrointestinal tract which exact etiopathogenesis is unknown. Previous
studies suggested an association between dipeptidyl peptidase IV (DPP IV/CD26) and
molecular mechanisms involved in the process of intestinal inflammation. It has been
shown that this molecule plays an important role in the breakdown of
neuroimmunoendocrine mediators involved in maintaining the integrity of intestinal
mucosa and the occurrence of inflammatory events.
Objectives. This research is based on the hypothesis that DPP IV/CD26 possesses an
important neuroimmunomodulative role, given that the biological activity of many
neuropeptides and interleukins is directly influenced by this molecule. The aim of this
study was to investigate the causative connections between DPP IV/CD26 and Crohn's
disease, by monitoring the profile of mediators involved in the neuroimmune responses
during emergence and course of chemically induced colitis in CD26 deficient and wild
type mice.
Materials and methods. The model of Crohn's disease in mice was induced by rectal,
intraluminal application of trinitrobenzensulfonic acid (TNBS) ethanol solution. In order to
examine the in vivo properties of DPP IV/CD26 in the development and healing of
inflammation, colitis was induced in CD26 deficient (CD26-/-) and wild type mouse strain
C57BL/6, of same gender and age. The control group was represented by the
appropriate animal strain which has been rectally applied, under same conditions, sterile
physiological solution or ethanol solution. Colitis development, intensity and healing
were followed at different time intervals based on clinical and histological parameters at
the systemic and local levels in both strains of experimental animals. The degree of colonic mucosa damage was assessed by evaluation of macroscopic changes,
histopathological analysis, microscopic indices of damage, and histomorphometric
analysis of paraffin tissue sections at different time intervals during the development and
healing of inflammatory changes. DPP IV/CD26 activity in C57BL/6 mouse strain and the
activity of DPP IV/CD26-like enzymes in CD26 deficient animals in serum, brain and
large intestine were determined spectrophotometrically. Protein expression of DPP
IV/CD26 in brain and colon of C57BL/6 mice was determined by Western blot technique.
Systemic (serum) and local (in brain and colon protein extracts) concentrations of
neuropeptide Y (NPY) and vasoactive intestinal peptide (VIP) were determined by
specific immunoenzymatic tests (ELISA), and their protein expressions by Western blot
technique. Concentrations of the proinflammatoty interleukin 6 (IL-6) and antiinflammatory
interleukin 10 (IL-10) in circulation and in brain and colon tissue extracts
were also determined by specific immunoenzymatic tests (ELISA).
Results. The development of chemically induced colitis in C57BL/6 and CD26 deficient
mice leads to clinical manifestations of the disease, statistically significant changes in
body weight, liver and spleen weights, macroscopic and histological changes in the
colon, which confirms the establishment of a model of colitis. During the development
and healing of colitis, CD26 molecule deficiency resulted in histological changes in the
manifestation of inflammatory process: in CD26 deficient animals inflammatory changes
were mainly localized, with transmural inflammatory changes, while in C57BL/6 animals
a diffuse inflammation that affects the whole intestinal circumference could be found.
Targeted immunochemical parameters (enzyme activities, concentrations of
neuropeptides, interleukins concentrations) resulted in statistically significant changes at
the systemic and local levels in both strains of experimental animals, in mice with
induced colitis compared to controls, but also between mice strains. DPP IV activity in
C57BL/6 animals was statistically significantly decreased in serum, brain and colon in animals with induced colitis, compared to the control group. In the acute phase of colitis,
in CD26-/- animals, statistically significant differences in changes in concentrations of
NPY and VIP and IL-6 and IL-10 in circulation and at the local level (in brain and colon)
were found, compared to C57BL/6 animals. Concentrations of anti-inflammatory
mediators IL-10 and VIP were statistically significantly higher in serum and at local levels
in CD26-/- animals, while C57BL/6 animals had higher concentrations of NPY in brain
and colon.
Conclusion. The TNBS-colitis (Crohn-like colitis) has been established in both mouse
strains, as confirmed by statistically significant changes in clinical and histological
parameters at local and systemic level, with corresponding differences in histological
inflammatory changes. During the development and healing of colitis in CD26-/- animals,
significant changes in systemic and tissue concentrations of NPY, VIP, IL-6 and IL-10
occurred, compared to C57BL/6 animals. The results obtained in this study indicate that
inflammatory changes in immunobiochemical parameters at the level of the colon reflect
in changes of those parameters in the brain. The results of this study indicate that DPP
IV/CD26 possesses also neuroimmunomodulative properties during development and
healing of inflammatory bowel disease in mice.
Ključne riječi
Crohnova bolest
Dipeptidil-peptidaza IV (DPP IV/CD26)
Interleukin-6
Interleukin 10
Molekula CD26
Upalne bolesti crijeva
Pokusni model kolitisa
Neuropeptid Y
Vazoaktivni intestinalni peptid
Ključne riječi (engleski)
Crohn’s disease
Dipeptidyl-peptidase IV (DPP IV/CD26)
CD26 molecule
Interleukin-6
Interleukin-10
Neuropeptide Y
Vasoactive intestinal peptide
Inflammatory bowel diseases
Experimental colitis
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:188:809561
Studijski program Naziv: Biomedicina Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstvo (dr.sc)
URL zapisa u katalogu https://libraries.uniri.hr/cgi-bin/unilib.cgi?form=D1120901070
Vrsta resursa Tekst
Opseg 255 str.
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2017-01-19 18:41:52