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ICAM-1- and IL-16-induced proteome dynamics of murine dorsal root ganglia
unveiling pathways contributing to TRPA1 sensitisation in postsurgical pain
Gudrun Viktoria Hartl
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Pharmazie
Betreuer*in
Manuela Schmidt
DOI
10.25365/thesis.80125
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21706.30891.797689-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Entstehung akuter und chronischer postoperativer Schmerzen wird durch neuro-inflammatorische Prozesse beeinflusst, doch die Mechanismen der Nozizeptor-Sensibilisierung sind noch nicht vollständig verstanden. Das intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) und Interleukin-16 (IL-16) wurden bereits mit verschiedenen schmerz- und verletzungsassoziierten Erkrankungen in Verbindung gebracht. Neuere Erkenntnisse zeigen, dass beide Mediatoren neuronale Antworten auf die Aktivierung des transient receptor potential ankyrin 1 (TRPA1) verstärken und somit eine TRPA1 Sensibilisierung begünstigen könnten, doch die zugrundeliegenden molekularen Signalwege sind weitgehend ungeklärt. Diese Studie untersuchte daher, wie ICAM-1 und IL-16 das Proteom von Spinalganglien (DRG) verändern und welche Mechanismen zur Sensibilisierung von TRPA1-Kanälen beitragen könnten. Murine DRG-Kulturen wurden zwei Stunden mit ICAM-1 bzw. IL-16 stimuliert und differentiell exprimierte Proteine (DEPs) sowie zugehörige Signalwege analysiert. Beide Stimuli beeinflussten Koagulations-, Komplement- und Umbauprozesse der extrazellulären Matrix (ECM), gekennzeichnet durch eine verringerte Expression von Gerinnungs- und Komplementproteinen und eine Überexpression struktureller ECM-Komponenten. Obwohl IL-16 einen direkteren Einfluss auf Wundheilungsprozesse zeigte, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass beide Mediatoren den Beginn des ECM-Umbaus begünstigen. Der Vergleich beider Gruppen zeigte, dass ICAM-1-spezifische DEPs an Toll-like Rezeptor 2/4 (TLR2/4)-Signalwegen beteiligt waren, die mit der kanonischen Aktivierung des nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) gekoppelt sind. Im Gegensatz dazu, waren IL-16 spezifische DEPs mit tumour necrosis factor (TNF)-vermittelten Signalwegen sowie nicht-kanonischen NF-κB Signalübertragung verbunden. Zudem begünstigten IL-16-induzierte Proteine die Synthese der pro-inflammatorischen Zytokine TNF und IL-6, die nachgeschaltet die Produktion von Arachidonsäure und Prostaglandinen steigern und so zur TRPA1 Sensibilisierung beitragen könnten. Zusammen zeigen diese Ergebnisse, dass ICAM-1 und IL-16 unterschiedliche, aber konvergierende Entzündungswege in den DRGs regulieren. Sie liefern außerdem neue Einblicke in die frühen molekularen Mechanismen, die zur TRPA1 Sensibilisierung bei der Entwicklung chronischer postoperativer Schmerzen beitragen könnten.
Abstract
(Englisch)
The development of acute and chronic postsurgical pain (CPSP) is driven by neuroinflammatory processes, yet the mechanisms promoting nociceptor sensitisation remain incompletely understood. Intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) and interleukin-16 (IL-16) have been linked to multiple pain- and injury-related conditions, and recent evidence shows that both mediators enhance neuronal responses to transient receptor potential ankyrin 1 (TRPA1) activation, suggesting TRPA1 sensitisation. However, the underlying molecular pathways remain unclear. This study therefore investigated how ICAM-1 and IL-16 alter the proteome of dorsal root ganglia (DRG), and which pathways may contribute to TRPA1 sensitisation. Murine DRG cultures were stimulated with ICAM-1 or IL-16 for two hours and differentially expressed proteins (DEPs) and associated pathways were analysed. Both stimuli altered coagulation, complement and extracellular matrix (ECM) remodelling pathways, characterised by reduced levels of coagulation- and complement-related proteins and overexpression of structural ECM components. Although IL-16 influenced wound healing processes more directly, the findings indicate that both mediators promote early ECM remodelling. Comparative analysis revealed distinct signalling mechanisms for each mediator: ICAM-1-specific DEPs engaged toll-like receptor 2/4 (TLR2/4) pathways coupled to canonical nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) signalling, whereas those unique to IL-16 stimulation were associated with tumour necrosis factor (TNF)-mediated pathways as well as non-canonical NF-κB signalling. IL-16 also promoted the synthesis of pro-inflammatory cytokines TNF and IL-6, which may subsequently drive arachidonic acid and prostaglandin production, potentially enhancing TRPA1 sensitisation. Together these findings highlight ICAM-1 and IL-6 as upstream regulators of distinct, yet converging inflammatory pathways in DRGs, offering new insights into early molecular mechanisms that may drive TRPA1 sensitisation in the development of chronic postsurgical pain.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Neurowissenschaften postoperative Schmerzen TRPA1 Sensibilisierung Cytokine Signalwege
Schlagwörter
(Englisch)
neuroscience postsurgical pain TRPA1 sensitisation cytokines signalling pathways
Autor*innen
Gudrun Viktoria Hartl
Haupttitel (Englisch)
ICAM-1- and IL-16-induced proteome dynamics of murine dorsal root ganglia
Hauptuntertitel (Englisch)
unveiling pathways contributing to TRPA1 sensitisation in postsurgical pain
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
x, 98 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manuela Schmidt
AC Nummer
AC17756095
Utheses ID
78884
Studienkennzahl
UA | 066 | 605 | |