Universität zu Köln

Zheng, Ruiyuan ORCID: 0000-0002-7594-3869 (2024). Cell-to-cell transcriptional remodelling: a nuclear role for myeloperoxidase (MPO) in endothelial inflammation. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Myeloperoxidase (MPO), formerly termed Verdoperoxidase, is a lysosomal protein produced mostly by activated neutrophils and monocytes. It functions in response to pathogens during bacterial and fungicidal infections and contributes to pathogen clearance both within the phagosome and upon secretion. Clinical studies identified both MPO deficiency and over presentation in a wide range of diseases, including cardiovascular diseases. However, patients lacking MPO were found healthy besides minor bacterial infection [111]. Hence, the demand to MPO functional studies apart from its role in the host defense has risen. Previous study had described the accumulation of MPO in the plasma upon secretion, as well as the afterwards uptake by endothelial cells (ECs) [123]. This finding opens up a promising aspect to dissect the vascular remodelling potential of MPO. In this dissertation, EC remodelling upon MPO transcytosis was studied systematically by hiring RNA-seq and ATAC-seq techniques. Both transcriptional regulations and chromatin structural changes were identified in the MPO treated cells. For the first time, MPO association with EC chromatin was identified and verified via using multiple molecular biology methods, and its occupying regions realised via ChIP-seq. Moreover, by treating ECs with inactivated MPO, the EC remodelling was recapitalised, indicating that the effect is independent of MPO enzymatic activity. With the help of mass-spectrometry analysis, potential MPO interacting proteins were identified, including ILF3, which previously was described in the context of angiogenesis. A significant loss of cytoplasmic and gain of nuclear ILF3 was detected. In the end, genes regulated by MPO via ILF3, and MPO-ILF3 synergistical effect on RNA stabilisation were studied via ILF3 knock down in ECs.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Myeloperoxidase (MPO), früher als Verdoperoxidase bezeichnet, ist ein lysosomales Protein, das hauptsächlich von aktivierten Neutrophilen und Monozyten produziert wird. Es wird als Reaktion auf Krankheitserreger bei bakteriellen und pilztötenden Infektionen gebildet und trägt sowohl im Phagosom als auch bei der Sekretion zur Beseitigung von Krankheitserregern bei. In klinischen Studien wurden sowohl ein MPO-Mangel als auch ein übermäßiges Auftreten bei einer Vielzahl von Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, festgestellt. Allerdings wurden Patienten, denen MPO fehlte, abgesehen von leichten bakteriellen Infektionen als gesund befunden [111]. Daher ist die Nachfrage nach MPO-Funktionsstudien abgesehen von seiner Rolle in der Wirtsabwehr gestiegen. In einer früheren Studie wurde die Anreicherung von MPO im Plasma nach der Sekretion sowie die anschließende Aufnahme durch Endothelzellen (ECs) beschrieben [123]. Dieser Befund eröffnet einen vielversprechenden Aspekt, um das vaskuläre Umbaupotenzial von MPO zu untersuchen. In dieser Dissertation wurde der EC-Umbau nach MPO-Transzytose systematisch mit Hilfe von RNA-seq- und ATAC-seq-Techniken untersucht. In den mit MPO behandelten Zellen wurden sowohl Transkriptionsregulationen als auch strukturelle Chromatinveränderungen identifiziert. Zum ersten Mal wurde die Assoziation von MPO mit EC-Chromatin mit Hilfe mehrerer molekularbiologischer Methoden identifiziert und verifiziert, und die von MPO besetzten Regionen wurden mit Hilfe von ChIP-seq ermittelt. Darüber hinaus konnte durch die Behandlung von ECs mit inaktiviertem MPO der EC-Umbau rekapitalisiert werden, was darauf hindeutet, dass der Effekt unabhängig von der enzymatischen Aktivität von MPO ist. Mithilfe einer massenspektrometrischen Analyse wurden potenziell mit MPO interagierende Proteine identifiziert, darunter ILF3, das zuvor im Zusammenhang mit der Angiogenese beschrieben wurde. Es wurde ein signifikanter Verlust von zytoplasmatischem und ein Zuwachs von nukleärem ILF3 festgestellt. Schließlich wurden Gene, die durch MPO über ILF3 reguliert werden, und die synergistische Wirkung von MPO und ILF3 auf die RNA-Stabilisierung durch Ausschalten von ILF3 in ECs untersucht. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Zheng, Ruiyuan reyzheng00@gmail.com orcid.org/0000-0002-7594-3869 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-720435
Date:	22 January 2024
Language:	English
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Zentrum für Molekulare Medizin
Subjects:	Life sciences Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Myeloperoxidase English Cardiology English Molecular Biology English
Date of oral exam:	27 February 2023
Referee:	Name Academic Title Brinkkötter, Paul Professor Gehring, Niels Professor
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/72043