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Bibliographic Metadata

Title
Effekt von Vitamin D auf die Produktion der immunologischen Faktoren IDO-1 und TSG-6 in parodontalen Ligamentstammzellen
Additional Titles
Effect of vitamin D on the production of immunomodulatory factors IDO-1 and TSG-6 in periodontal ligament stem cells
AuthorId, David
Thesis advisorAndrukhov, Oleh
Published2018
Description62 Blatt : Illustrationen, Diagramme
Institutional NoteMedizinische Universität Wien, Diplomarbeit, 2018
Annotation
Paralleltitel laut Übersetzung des Verfassers
Date of SubmissionMay 2018
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Parodontitis / Vitamin D / parodontale Ligamentstammzellen / IDO-1 / TSG-6 / MTT / PCR / Durchflusszytometrie
Keywords (EN)periodontitis / vitamin D / periodontal ligament stem cells / IDO-1 / TSG-6 / MTT / PCR / FACS
URNurn:nbn:at:at-ubmuw:1-14604 Persistent Identifier (URN)
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 The work is publicly available
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Effekt von Vitamin D auf die Produktion der immunologischen Faktoren IDO-1 und TSG-6 in parodontalen Ligamentstammzellen [1.8 mb]
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Abstract (German)

HINTERGRUND UND ZIELSETZUNG: Parodontale Ligament-Stammzellen (PDLSCs) sind den mesenchymalen Stammzellen des Knochenmarks ähnlich. Diese vermögen in Osteoblasten, Adipozyten, sowie Chondroblasten zu differenzieren und könnten daher an der Regeneration parodontaler Gewebe beteiligt sein. Des Weiteren besitzen diese Zellen immunmodulatorische Fähigkeiten und könnten demnach die Aktivität verschiedener Immunzellen regulieren. Die immunmodulatorische Aktivität der PDLSCs wird gesteuert durch die Produktion diverser Faktoren, insbesondere der Indolamin-2,3-Dioxygenase 1(IDO-1) und des Tumornekrosefaktor-stimulierten Genes 6 (TSG-6). Die Expression dieser Faktoren wird unter entzündlichen Bedingungen häufig hochreguliert. Vitamin D spielt eine wichtige Rolle in der Homöostase parodontaler Gewebe. Aktuelle Studien zeigten, dass Vitamin D die Produktion inflammatorischer Zytokine von humanen PDLSCs verringert. Allerdings ist nach wie vor unklar, wie Vitamin D die immunmodulatorischen Fähigkeiten der PDLSCs beeinflusst. Aus diesem Grund untersuchten wir in dieser Studie den Einfluss diverser Vitamin D-Formen auf die Expression von IDO-1 und TSG-6 in primären humanen PDLSCs.<br />MATERIALIEN UND METHODEN: PDLSCs wurden vom parodontalen Ligament fünf parodontal gesunder Individuen isoliert. Zellen wurden entweder mit 1,25(OH)2D3 (10-100 nM), 25(OH)D3 (10-100 nm), oder Vitamin D3 (100 nM) stimuliert, unter physiologischen bzw. inflammatorischen Bedingungen. Durch Anwesenheit von Interferon- (0,1g/ml) und P. gingivalis LPS (1g/ml) wurden inflammatorische Bedingungen geschaffen. Nach der Stimulation wurden Zellproliferation/Viabilität mit MTT-Tests gemessen und die Genexpression durch Echtzeit-PCR-Versuche erhoben.<br />ERGEBNISSE: Proliferation/Viabilität wurde von 1,25(OH)2D3 in Konzentrationen von 10 bzw. 100 nM inhibiert, ebenso durch 25(OH)2D3 bei einer Konzentration von 100 nM. Es wurde kein signifikanter Effekt von Vitamin D3 auf die Proliferation/Viabilität von PDLSCs beobachtet. In Anwesenheit von IFN- wurde die Proliferation/Viabilität von PDLSCs, im Vergleich zu der Kontrolle, signifikant reduziert und durch eine Konzentration von 100 nM 1,25(OH)2D3 zusätzlich inhibiert. Die Expression von IDO-1 und TSG-6 wurde sowohl durch IFN-, als auch P. gingivalis LPS hinaufreguliert. Keine der Vitamin D-Formen hatten einen signifikanten Effekt auf die basale oder IFN- induzierte IDO-1 Expression in PDLSCs. Im Gegensatz dazu wurde die P. gingivalis LPS induzierte IDO-1 Expression mit 100 nM 1,25(OH)2D3 signifikant inhibiert. Sowohl die basale als auch die IFN- induzierte Expression von TSG-6 wurde signifikant erhöht, durch 1,25(OH)2D3 bei einer Konzentration von 100 nM. Demgegenüber wurde die LPS induzierte Expression von TSG-6 durch alle Vitamin D-Formen in sämtlichen getesteten Konzentrationen gehemmt.<br />KONKLUSION: Unsere Daten weisen darauf hin, dass Vitamin D einen Einfluss auf die Expression von im Rahmen der immunmodulatorischen Fähigkeiten der PDLSCs involvierten Proteine, ausübt. Die Regulation immunmodulatorischer Eigenschaften der PDLSCs könnte ein Mechanismus sein, durch welchen Vitamin D an der Homöostase parodontaler Gewebe, unter gesunden und pathologischen Bedingungen, teilnimmt.

Abstract (English)

BACKGROUND AND OBJECTIVE: Periodontal ligament stem cells (PDLSCs) are similar to mesenchymal stem cells of bone marrow. These cells possess differentiation ability to osteoblasts, adipocytes, and chondrocytes and therefore might be involved in periodontal tissue regeneration. In addition, these cells possess immunomodulatory properties and might regulate activity of different immune cells. Immunomodulatory activity of PDLSCs is mediated by production of several factors, and particularly indolamine-2,3-dioxygenase 1 (IDO-1) and tumor necrosis factor stimulated gene 6 (TSG-6). The expression of these factors is often upregulated under inflammatory conditions. Vitamin D plays an important role in the homeostasis of periodontal tissue. Recent studies showed that vitamin D attenuates the production of proinflammatory cytokines by human PDLSCs. However, it is still unknown how vitamin D influences the immunomodulatory ability of PDLSCs. Therefore, in the present study we investigated the effect of different forms of vitamin D on the expression of IDO-1 and TSG-6 in primary human PDLSCs.<br />MATERIALS AND METHODS: PDLSCs were isolated from periodontal ligament of 5 young periodontally healthy individuals. Cells were stimulated with either 1,25(OH)2D3 (10-100 nM), 25(OH)D3 (10-100 nm), or vitamin D3 (100 nM) under either physiological or inflammatory conditions. Inflammatory conditions were stimulated by the presence of interferon- (0,1 ng/ml) or P. gingivalis LPS. After stimulation, cell proliferation/viability was measured by MTT assay and gene expression levels of IDO-1 and TSG-6 were assessed by qPCR.<br />RESULTS: Proliferation/viability of human PDLSCs was inhibited by 1,25(OH)2D3 in concentrations 10-100 nM as well as by 25(OH)D3 at concentrations of 100 nM. No significant effect of vitamin D3 on proliferation/viability of PDLSCs was observed. In the presence of IFN-, proliferation/viability of PDLSCs was significantly decreased compared to control and was further inhibited by 1,25(OH)2D3 at concentration of 100 nM. The expression of IDO and TSG-6 was significantly upregulated by both IFN- and P. gingivalis LPS. None of vitamin D forms had a significant effect on both basal and IFN- induced IDO-1 expression in PDLSCs. In contrast, P. gingivalis LPS induced IDO-1 expression was significantly inhibited by 1,25(OH)2D3 at concentration 100 nM. Both, basal and IFN- induced expression of TSG-6 was significantly increased by 1,25(OH)2D3 at concentration 100 nM. In contrast, P. gingivalis LPS induced expression of TSG-6 was significantly inhibited by all vitamin D forms in all tested concentrations.<br />CONCLUSION: Our data suggest that the expression of proteins involved in the immunomodulatory function of PDLSCs is influenced by vitamin D. Regulation of immunomodulatory properties of PDLSC could be one of the mechanisms, by which vitamin D participates in homeostasis of periodontal tissue in healthy and diseased conditions.

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