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# Biologie# Immunologie

Die komplexe Rolle von BRE-AS1 bei Entzündungen

Neue Erkenntnisse darüber, wie BRE-AS1 Entzündungen durch wichtige Moleküle reguliert.

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Inhaltsverzeichnis

Entzündung ist ein wichtiger Teil der Reaktion des Körpers auf schädliche Situationen, wie Infektionen oder Verletzungen. Sie schützt unseren Körper, indem sie Eindringlinge bekämpft und beschädigtes Gewebe heilt. Wenn Entzündungen aber zu lange andauern oder auftreten, wenn sie nicht gebraucht werden, kann das zu verschiedenen Krankheiten führen, wie Herzkrankheiten, Autoimmunerkrankungen und Arthritis. Deswegen ist es wichtig zu verstehen, wie Entzündung funktioniert, um bessere Behandlungen zu entwickeln.

Die Rolle von JAK2 und Stat3 bei Entzündungen

Aktuelle Forschungen konzentrieren sich auf bestimmte Moleküle, wie Januskinase 2 (JAK2) und den Signaltransduktor und Aktivator der Transkription 3 (STAT3), die während des Entzündungsprozesses wichtig sind. JAK2 hilft dabei, Signale von ausserhalb der Zelle zu übertragen, was beeinflusst, wie sich die Zelle verhält. STAT3 hingegen ist ein Faktor, der in den Zellkern eindringt und die Genaktivität beeinflusst, im Grunde genommen kontrolliert, wie Zellen wachsen und auf verschiedene Signale reagieren.

Wenn eine Komponente, die in bestimmten Bakterien vorkommt und Lipopolysaccharid (LPS) genannt wird, von Zellen erkannt wird, löst das eine Reihe von Ereignissen aus. Dieser Prozess beginnt mit einem Protein namens Toll-like Rezeptor 4 (TLR4), das JAK2 aktiviert. Sobald JAK2 aktiviert ist, wird STAT3 aktiviert, was die Entzündung im Körper fördert. Dieser Weg ist zentral, um zu verstehen, wie der Körper mit Infektionen umgeht und wie Entzündungen manchmal ausser Kontrolle geraten können.

Die Rolle von SOCS3 bei der Regulierung von Entzündungen

Ein weiteres Molekül, der Suppressor des Zytokin-Signals 3 (SOCS3), ist auch in diesem Zusammenhang entscheidend. SOCS3 fungiert wie eine Bremse für die entzündliche Reaktion und hilft, sie unter Kontrolle zu halten. Das macht es, indem es den JAK2/STAT3-Weg stört und damit überaktive Entzündungen verhindert. Wenn die SOCS3-Spiegel niedrig sind, kann die Entzündung bestehen bleiben, was zu chronischen Krankheiten führen kann.

Der Einfluss von langen nicht-kodierenden RNAs

Zusätzlich zu diesen bekannten Molekülen untersuchen Forscher auch lange nicht-kodierende RNAs (lncRNAs). Das sind RNA-Moleküle, die keine Proteine codieren, aber wichtige Funktionen bei der Regulierung der Genexpression haben können. Eine bestimmte lncRNA, die BRE-AS1 genannt wird, spielt eine Rolle bei Entzündungen. Sie kann mit anderen Molekülen interagieren und beeinflussen, wie Zellen auf entzündliche Signale reagieren.

Untersuchung von BRE-AS1 und seinen Auswirkungen auf Entzündungen

Um die Rolle von BRE-AS1 bei Entzündungen besser zu verstehen, haben Forscher Studien mit einer Art von Immunzellen, den THP-1-Zellen, durchgeführt. Diese Zellen sind ein Modell, um zu untersuchen, wie menschliche Monozyten (eine Art von weissen Blutkörperchen) auf Entzündungen reagieren. Das Ziel war herauszufinden, ob BRE-AS1 die SOCS3-Spiegel beeinflusst und somit die durch LPS ausgelöste Entzündungsreaktion.

Der Experimentprozess

In den Studien haben die Forscher zunächst untersucht, wie sich die BRE-AS1-Spiegel änderten, als die Zellen LPS ausgesetzt waren. Sie stellten fest, dass die BRE-AS1-Spiegel kurz nach der Exposition anstiegen und dann allmählich fielen. Das deutet darauf hin, dass BRE-AS1 schnell auf Entzündungen reagiert und somit früh im Entzündungsprozess involviert ist.

Danach reduzierten die Forscher die BRE-AS1-Spiegel in THP-1-Zellen mithilfe einer Methode namens small interfering RNA (siRNA). Nach dieser Reduktion beobachteten sie, dass die Spiegel pro-inflammatorischer Moleküle wie IL-6 und IL-1β anstiegen. Das deutete darauf hin, dass BRE-AS1 eine Rolle dabei spielt, die Entzündungsreaktion in Schach zu halten.

Der Zusammenhang zwischen BRE-AS1, SOCS3 und miR-30b-5p

Um zu verstehen, wie BRE-AS1 Entzündungen beeinflusst, untersuchten die Forscher seinen Zusammenhang mit SOCS3. Mithilfe von bioinformatischen Werkzeugen fanden sie heraus, dass BRE-AS1 wahrscheinlich mit einem anderen Molekül, miR-30b-5p, interagiert. Dieses miRNA kann an SOCS3 binden, dessen Spiegel senken und damit die Entzündung erhöhen.

Als BRE-AS1 in den THP-1-Zellen reduziert wurde, stiegen die Spiegel von miR-30b-5p, was dann zu einem Rückgang von SOCS3 führte. Das deutete darauf hin, dass BRE-AS1 hilft, Entzündungen zu kontrollieren, indem es miR-30b-5p sequestriert und so SOCS3 ermöglicht, zu funktionieren und die Entzündungsreaktion einzuschränken.

Testen dieser Verbindungen

Um diesen vorgeschlagenen Mechanismus zu validieren, verwendeten die Forscher synthetische RNAs, die entweder die Wirkung von miR-30b-5p nachahmten oder blockierten. Als diese RNAs den Zellen hinzugefügt wurden, beobachteten die Forscher Veränderungen in den Spiegeln von IL-6 und IL-1β, was bestätigte, dass die Interaktionen zwischen BRE-AS1, miR-30b-5p und SOCS3 die entzündlichen Reaktionen beeinflussen.

Verständnis der breiteren Implikationen

Diese Arbeit hebt die Bedeutung des BRE-AS1/miR-30b-5p/SOCS3-Signalwegs bei der Regulierung von Entzündungen hervor. Indem es beeinflusst, wie SOCS3 auf Signalwege wie JAK2 und STAT3 reagiert, kann BRE-AS1 die Produktion wichtiger entzündlicher Moleküle beeinflussen.

Potenzial für neue Behandlungen

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die gezielte Ansprache dieses Weges neue Strategien zur Behandlung von Krankheiten, die mit chronischen Entzündungen verbunden sind, bieten könnte. Durch die Manipulation von BRE-AS1 oder seinen Interaktionen könnte es möglich sein, Therapien zu entwickeln, die Entzündungen und ihre Folgen besser kontrollieren.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Entzündung eine wichtige Reaktion ist, aber wenn sie ausser Kontrolle gerät, kann sie zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen. Moleküle wie JAK2, STAT3 und SOCS3 sowie lncRNAs wie BRE-AS1 spielen bedeutende Rollen in diesem Prozess. Die Forschung zeigt, dass BRE-AS1 die Entzündung reguliert, indem es mit miR-30b-5p interagiert und die SOCS3-Spiegel beeinflusst. Dieses komplexe Netzwerk bietet spannende Möglichkeiten für neue Behandlungen zur Bewältigung von entzündungsbedingten Krankheiten, was letztendlich die Gesundheitsresultate für viele Menschen verbessern könnte. Weitere Forschung ist notwendig, um die Auswirkungen von BRE-AS1 und verwandten Wegen bei verschiedenen entzündlichen Zuständen und deren potenziellen therapeutischen Anwendungen zu klären.

Originalquelle

Titel: LncRNA BRE-AS1 Regulates the JAK2/STAT3-mediated Inflammatory Activation via the miR-30b-5p/SOC3 Axis in THP-1 cells

Zusammenfassung: Long non-coding RNAs (lncRNAs) have emerged as pivotal regulators in numerous biological processes, including macrophage-mediated inflammatory responses, which play a critical role in the progress of diverse diseases. This study focuses on the regulatory function of lncRNA BRE-AS1 in modulating the inflammatory activation of monocytes/macrophages. Employing the THP-1 cell line as a model, we demonstrate that lipopolysaccharide (LPS) treatment significantly upregulates BRE-AS1 expression. Notably, specific knockdown of BRE-AS1 via siRNA transfection enhances LPS-induced expression of interleukin (IL)-6 and IL-1{beta}, while not affecting tumor necrosis factor (TNF)- levels. This selective augmentation of pro-inflammatory cytokine production coincides with increased phosphorylation of JAK2 and STAT3. Furthermore, BRE-AS1 suppression results in the downregulation of SOCS3, an established inhibitor of the JAK2/STAT3 pathway. Bioinformatics analysis identified binding sites for miR-30b-5p on both BRE-AS1 and SOCS3 mRNA. Intervention with a miR-30b-5p inhibitor and a synthetic RNA fragment that represents the miR-30b-5p binding site on BRE-AS1 attenuates the pro-inflammatory effects of BRE-AS1 knockdown. Conversely, a miR-30b-5p mimic replicated the BRE-AS1 attenuation outcomes. Our findings elucidate the role of lncRNA BRE-AS1 in modulating inflammatory activation in THP-1 cells via the miR-30b-5p/SOCS3/JAK2/STAT3 signaling pathway, proposing that manipulation of macrophage BRE-AS1 activity may offer a novel therapeutic avenue in diseases characterized by macrophage-driven pathogenesis.

Autoren: Won-Ha Lee, J.-J. Shin, K. Suk

Letzte Aktualisierung: 2024-03-11 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.583653

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.583653.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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