Expression und Regulation antimikrobieller Peptide an der Augenoberfläche und im Tränenapparat des Menschen

Abstract

Die Epithelien der Augenoberfläche schützen sich vor einer mikrobiellen Invasion durch die Produktion eines ganzen Arsenals konstitutiv gebildeter und induzierbarer antimikrobieller Peptide (AMPs). In der vorliegenden Arbeit wurde die Expression und Regulation der humanen β-Defensine (hBDs) sowie der an der Augenoberfläche und im Tränenapparat unbekannten antimikrobiell wirksamen Proteine Psoriasin, Filaggrin-2 und Hornerin untersucht. Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass hBD-1, -2, -3 und -4 konstitutiv in der Konjunktiva, aber nur teilweise in der Kornea exprimiert werden. Die höchste Psoriasin-Konzentration (169 ng/mg) konnte in der Tränenflüssigkeit von gesunden Probanden nachgewiesen werden, wohingegen die Konzentration der hBDs im Picogramm Bereich liegen. Die Expression der untersuchten AMP wird durch proinflammatorische Zytokine, Wachstumsfaktoren und bakteriellen Bestandteilen signifikant induziert. Die vorliegenden Ergebnisse erweitern das bekannte Repertoire antimikrobieller Substanzen sowie das Verständnis über die Expression und Regulation der untersuchten Proteine an der Augenoberfläche.

Ocular surface epithelia protect themselves from microbial invasion by producing a whole range of constitutively expressed and inducible antimicrobial peptides (AMPs). In the present work the expression and regulation of human β-defensins (hBDs), Psoriasin as well as Hornerin were analyzed at the ocular surface and the lacrimal apparatus. The present results demonstrated that hBD-1, -2, -3 and -4 are constitutively expressed in the conjunctiva, but only partly in the cornea. Psoriasin and Hornerin are constitutively expressed in body donor tissue of the ocular surface and the lacrimal apparatus. The highest Psoriasin concentration (169 ng/mg) could be detected in the tear fluid of healthy donors whereas the concentrations of the hBD peptides are in pictogram range. Stimulation experiments with proinflammatory cytokines, growth factors and bacterial components leads to a significant induction of analyzed AMPs. The present results expand the known repertoire of antimicrobial molecules as well as the knowledge of the expression and regulation of the analyzed proteins at the ocular surface and in the lacrimal apparatus.