Untersuchungen zur Expression der Toll-like Rezeptor- und NOD-Gene bei Langlebigkeit

Abstract

Die Erkennung und Abwehr eingedrungener Krankheitserreger durch das angeborene Immunsystem ist von entscheidender Bedeutung für das Überleben vielzelliger Organismen. Mit der Entdeckung von membran-gebundenen Rezeptoren, den Toll-like Rezeptoren, und den zytoplasmatischen NODProteinen, konnten Sensoren des angeborenen Immunsystems zur Detektion (PRRs, pattern recognition receptors) pathogener Strukturen (PAMPs, pathogenassociated molecular patterns) und zur Initiierung von Abwehrreaktionen identifiziert werden. Während des Alterungsprozesses beim Menschen kommt es zu einer Beeinträchtigung mehrerer Körperfunktionen, unter anderem zur verminderten Immunabwehr gegenüber eindringenden Pathogenen. Die Regulation der angeborenen Immunantwort als physiologisch ältester Mechanismus der Pathogenabwehr stellt einen wichtigen Faktor für die physiologische Homöostase dar. Der Einfluss dieses Systems auf die Langlebigkeit beim Menschen ist bisher nicht ausreichend untersucht. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, in Anlehnung an den derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand die humane TLR-Familie und NOD-Familie sowie funktionell assoziierte Gene daraufhin zu untersuchen, wie stark sie in der Gruppe der sehr alten Menschen (> 90 Jahre) im Vergleich zu jüngeren Probanden exprimiert sind. Für die Expressionsanalyse der Gentranskripte wurde das ABI Prism® 7900HT Sequence Detection System in Verbindung mit dem Micro Fluidic Card System (Applied Biosystems, Darmstadt) verwendet. Die Daten wurden mittels der vergleichenden CT-Methode ausgewertet. Eine starke signifikante Hochregulierung im hohen Alter erfuhren MD2, CARD8 (lediglich bei Frauen) und NALP11, während bei ICEBERG eine starke Herunterregulierung beobachtet wurde. Wichtige Gene wie die TLRs und NODs, die Immunantwort steuern, wurden bei den langlebigen Probanden im hohen Alter vermindert exprimiert. Eine deutliche Hochregulierung im hohen Alter von CARD8 und MD2 könnte für die Langlebigkeit sprechen.

The recognition and defence of invading pathogens through the innate immunity is important for the survival of multi-cellular organisms. The development of membrane-bound receptors, Toll-like receptors, and cytoplasmatic NOD proteins led to the identification of PRRs (pattern recognition receptors) which are able to detect PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) and initiate immune response. During human aging, lots of physical functions are inhibited, which leads to a decreased innate response to invading microorganisms. The regulation of the innate immunity, which seems to be the oldest physiological mechanism to defense pathogens, is meaningful factor in the physiological homeostasis. The impact of this system in human longevity is unclear, as yet. Target of this study was to examine human TLR family, the NOD family and genes, which are connected to these families, whether they are more expressed in older persons (>90 years) as in younger ones. To analyse the expressions of the genes below, we used the ABI Prism® 7900HT Sequence Detection System and the Micro Fluidic Card System (Applied Biosystems, Darmstadt) which support real-time PCR. For the relative quantification of nucleic acids we chose the Comparative CT Method. A significant upregulation in very old persons was detected by MD2, CARD8 (only women) and NALP11. ICEBERG was also downregulated. On the one hand, important genes who regulate immune response, such as TLRs and NODs, showed decreased expressions in very old persons. On the other hand CARD8 and MD2 were significantly upregulated, which could explain the high lifespan of this persons.