Universität zu Köln

Dannappel, Marius Volker (2015). In vivo role of RIPK1 in the regulation of the murine intestinal epithelium. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Rezeptor-interagierendes Protein Kinase 1 (RIPK1) ist involviert in Signalkaskaden die Zelltod und Entzündungen regulieren. RIPK1 reguliert NF-κB Aktivierung, interagiert mit RIPK3 um Nekroptose zu steuern und vermittelt Apoptose in einer RIP1 Kinase Aktivität abhängigen Art und Weise. Das intestinale Epithel ist eine einzellige Schicht, die den luminalen Inhalt von sub-epithelien Immunzellen separiert. Um Gewebehomöostase und die intestinale Barriereintegrität zu gewährleisten, muss der Zelltod von intestinalen Epithelzellen streng reguliert sein. Die in vivo Funktion von RIPK1 für die Regulierung von Zelltod und Homöostase in Epithelgewebe ist weitgehend unbekannt. Um die Funktion von RIPK1 im intestinalen Epithel zu studieren wurde das Cre-loxP System benutzt um Mäuse zu generieren, die defizitär für RIPK1 spezifisch in intestinalen Epithelzellen sind. Mäuse mit einer IEZ-spezifischen RIPK1 Deletion (RIPK1IEZ-KO) zeigten erhöhte IEZ Apoptose begleitet von Villus Atrophie, Krypt Hyperproliferation und eine milde Entzündung im Kolon und Ileum, was zu einem frühzeitigem Tod innerhalb des ersten Lebensmonat führte. Die intestinal Pathologie war teilweise abhängig von TNFR1-vermittelter Signalübertragung aber entwickelte sich unabhängig von der Microbiota und der MyD88-abhängigen Signalübertragung. Epithelzellpezifische Deletion von FADD verhinderte IEZ Apoptose, aber RIPK1IEZ-KO/FADDIEZ-KO Doppelknockout Mäuse zeigten IEZ Nekroptose und entwickelten Colitis ulcerosa. Zusätzliche Deletierung von RIPK3 verhinderte intestinale Entzündung und IEZ Nekroptose, was darauf hindeutet, dass IEZs in RIPK1IEZ-KO/FADDIEZ-KO Mäusen durch RIPK1-unabhängige RIPK3-abhängige Nekroptose starben. Daher besitzt RIPK3-vermittelte Nekroptose in IEZs eine höhere Immunogenizität als FADD-vermittelte Apoptose. RIPK1-defizitäre IEZs zeigten den Abbau von den überlebensfördernden Proteinen TRAF2, cIAP1 und cFLIP, was direkt mit dem Tod von IEZs assoziiert sein könnte. Zusammenfassend, die Ergebnisse in dieser Arbeit offenbaren eine neue gerüstartige Funktion von RIPK1 für die Regulation von intestinaler Homöostase durch die Verhinderung von FADD-vermittelter Apoptose.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Receptor-interacting protein kinase 1 (RIPK1) is involved in signalling pathways regulating cell death and inflammation. RIPK1 regulates NF-κB activation, interacts with RIPK3 to drive necroptosis and mediates apoptosis in a RIP1 kinase activity dependent manner. The intestinal epithelium is a single cell layer that separates luminal microbes from sub-epithelial immune cells. To maintain tissue homeostasis and sustain an intact intestinal barrier, cell death of intestinal epithelial cells must be tightly regulated. The in vivo role of RIPK1 in regulating epithelial tissue homeostasis and cell death remains largely unknown. To study the function of RIPK1 in the intestinal epithelium, the Cre-loxP system was employed to generate mice that were deficient for RIPK1 specifically in intestinal epithelial cells (IECs). Mice with IEC-specific RIPK1 ablation (RIPK1IEC-KO) exhibited increased IEC apoptosis accompanied by villus atrophy, crypt hyperplasia and very mild inflammation of the colon and the ileum, resulting in premature within the first month of life. Intestinal pathology was partially dependent on TNFR1 signalling but developed independently of the microbiota and MyD88-dependent signalling. Epithelial specific FADD ablation prevented premature death of RIPK1IEC-KO mice and inhibited IEC apoptosis, but RIPK1IEC-KO/FADDIEC-KO double knockout mice showed IEC necroptosis and developed ulcerating colitis. Additional ablation of RIPK3 prevented intestinal inflammation and IEC necroptosis, indicating that IECs in these mice died by RIPK1-independent RIPK3-dependent necroptosis. Thus in IECs, RIPK3-mediated necroptosis is more immunogenic then FADD-mediated apoptosis. RIPK1-deficient IECs showed degradation of pro-survival proteins TRAF2, cIAP1 and cFLIP, which could be directly associated with death of IECs. In summary, the results presented in this work reveal a novel scaffolding function of RIPK1 for maintaining intestinal homeostasis by inhibiting FADD-dependent apoptosis of IECs. UNSPECIFIED
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Dannappel, Marius Volker dannappm@uni-koeln.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-66068
Date:	5 October 2015
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Life sciences
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language RIPK1, RIP1, FADD, RIPK3, RIP3, apoptosis, necroptosis, intestinal epithelial cell, IEC, intestinal epithelium, inflammation, colitis, UNSPECIFIED
Date of oral exam:	2 December 2015
Referee:	Name Academic Title Pasparakis, Manolis Prof. Dr. Niessen, Carien Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/6606