Detailansicht
Impact of mTORC2 on mitochondrial physiology and M2 polarization in macrophages
Martin Hirtl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Thomas Weichhart
DOI
10.25365/thesis.53330
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22107.36999.715660-2
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Rolle vom mechanistischen Ziel von Rapamycin - Komplex 1 (mTORC1) bei
der Aktivierung und beim Metabolismus von Makrophagen ist sehr gut bekannt,
jedoch der Einfluss von mTOR Komplex 2 (mTORC2) auf die Aktivierung und
den Metabolismus von Makrophagen ist noch nicht so gut erforscht. In den letzten
Jahren wurden Studien bekannt, welche zeigten, dass der Verlust von Rictor, ein
essentieller Teil der mTORC2 Kinase, zu einem hyperinflammatorischen Phänotyp
in Makrophagen fuhrt, wenn sie mit TLR Liganden stimuliert werden.
Um die Singifikantz von mTORC2 in Makrophagen zu charakterisieren, analysierten wir die Wundheilungseigenschaft, Apoptosisrate, Zellzyklus Progression, Glukose
Aufnahme, mitochondriale Masse und mitochondriales Membranenpotential (ΔΨ) in
mäuslichen Makrophagen, bei welchen Rictor genetisch gelöscht wurde (RictorΔM).
Unsere Daten zeigen keinen signifikanten Unterschied in der Wundheilung, aber nach
3 Tagen Nahrungsentzug erhöhtes Zellsterben und eine, wahrscheinlich aufgrund der
fehlenden Phosphorylierung von Rb durch Akt, Verzögerung in der G1 zu S Phase
Passage in RictorΔM Makrophagen. Weiters fuhrte der Verlust von Rictor auch zu
einer niedrigen Glukose Aufnahme, wenn die Makrophagen mit LPS oder IL-4 stimuliert wurden und zu einem verringerten ΔΨ.
Interessanterweise konnte bei Stimulation von Kontrollmakrophagen durch IL-4, die
Expression des M2 Markergens Arg1 durch Zugabe des Glykolyse Inhibitors 2-DG
in der selben Weise gesenkt werden, wie wir es bei nicht behandelten RictorΔM Makrophagen beobachten konnten. Auch konnte Zugabe von 2-DG zu IL-4 stimulierten
RictorΔM Makrophagen die Expression des Arg1 Gens nicht weiter zurück regulieren.
Zusätzlich konnte auch das ΔΨ von Kontrollmakrophagen durch das Einwirken des
intrazellulären Kalziumfreisetzers Thapsigargin auf das Level von RictorΔM Makrophagen angeglichen werden und wir fanden erhöhte Mengen der UPR Markerproteine GRP78 und GADD135/CHOP in RictorΔM.
Zusammengefasst zeigen unsere Daten, dass mTORC2 in Makrophagen die M2 Polarisation kontrolliert, eine wichtige Rolle in der Koordination der Glukoseaufnahme
und mitochondrialen Funktion spielt und dass Glykolyse auch die M2 Polarisation
kontrolliert. Weiters weisen die Ergebnisse darauf hin, dass mTORC2 auch wichtig
für das Erleichtern des ER Stresses in Makrophagen ist.
Abstract
(Englisch)
The role of the mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1) in macrophage
activation and metabolism is well characterized, whereas the impact of mTOR complex 2 (mTORC2) on macrophage activation and metabolism remains poorly understood. Recent studies have shown that loss of Rictor, a key component of mTORC2,
leads to a hyperinflammatory phenotype in macrophages if challenged with TLR ligands and to high expression levels of M1 marker genes and diminished expression of
M2 marker genes.
To explore the significance of mTORC2 in macrophage metabolism we evaluated
wound healing ability, apoptosis rate, cell cycle progression, glucose uptake, mitochondrial mass and mitochondrial membrane potential (ΔΨ) of mouse macrophages
that had Rictor conditionally deleted (RictorΔM).
Our data showed no significant difference in wound healing, but increased apoptosis
after 3 days of serum deprivation and a distinct lag in G1 to S phase progression probably due to decreased Akt-mediated phosphorylation of Rb in RictorΔM
macrophages. Moreover Rictor deletion led to a decreased glucose uptake after either LPS or IL-4 stimulation and also decreased ΔΨ.
Interestingly upon IL-4 stimulation of macrophages, the glycolytic inhibitor 2-DG
was able to decrease the expression of M2 marker gene Arg1 in control macrophages
to the same extent as observed in untreated Rictor deficient macrophages and 2-DG
also could not further downregulate Arg1 expression in RictorΔM macrophages. Furthermore upon treatment of RictorΔM and control macrophages with thapsigargin,
an intracellular calcium releaser, the ΔΨ of control macrophages was lowered to the
same levels as RictorΔM macrophages. Additionally we discerned increased levels of
unfolded protein response (UPR) marker proteins GRP78 and GADD135/CHOP in
RictorΔM macrophages.
Together our data shows that mTORC2 controls M2 polarization in macrophages,
is a key part in coordinating glucose uptake and mitochondrial function and that
glycolysis controls M2 polarization. The results also hint at the important role of
mTORC2 in alleviating ER stress in macrophages.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
mTORC2 macrophages M2 polarization glycolysis Rictor
Schlagwörter
(Deutsch)
mTORC2 Makrophagen M2 Polarisierung Glykolyse Rictor
Autor*innen
Martin Hirtl
Haupttitel (Englisch)
Impact of mTORC2 on mitochondrial physiology and M2 polarization in macrophages
Paralleltitel (Deutsch)
Einfluss von mTORC2 auf mitochondriale Physiologie und M2 Polarisation in Makrophagen
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
iii, 40 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Weichhart
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
44 Medizin > 44.45 Immunologie
AC Nummer
AC15142445
Utheses ID
47128
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |