Die Regulation der Expression des humanen Interleukin-5 Gens

Abstract

Die Interleukin-5-Synthese in Th2-Zellen wird auf der Transkriptionsebene reguliert. Als wichtige regulatorische Elemente in dem humanen IL-5 Promotor wurden eine Gata-Bindungsstelle und das Cle0-Element identifiziert. Das Cle0-Element enthält eine potentielle Ets-Bindungsstelle, dessen Bedeutung im Rahmen dieser Arbeit untersucht wurde. Die hier vorgelegten Daten zeigen, dass die Ets-Proteine Ets1 und Ets2, aber nicht Elf1, in T-Zelllinien den IL-5 Promotor aktivieren können. Dazu war eine simultane Stimulierung der Zellen mit PMA und Ionomycin oder PMA und HTLV-I-Tax nötig. Eine Einzelbasenmutation in dem Kernmotiv der potentiellen Ets-Bindungsstelle verhinderte die Ets1/2-vermittelte aktivierende Wirkung auf den Promotor. DNA-Bindungsstudien zeigten, dass Ets-Proteine, wie Ets1 und Elf1 an das Cle0-Element binden können. In der myeloiden Zelllinie Kasumi-1 war eine Ets-vermittelte Aktivierung des Promotors nur in Gegenwart von Gata3 möglich. Ein synergistischer Effekt von Ets1 und Ets2, jedoch nicht Elf1, mit Gata3 war zu beobachten. Weitere Hinweise auf eine Beteiligung von Ets-Proteinen an der Regulation der IL-5 Expression ergaben Untersuchungen in HSB-2-Zellen, die induzierbar IL-5 produzieren können. In HSB-2-Zellen und in primären T-Zellkulturen wurde spezifisch nach Stimulierung mit PMA und Ionomycin ein Ets-enthaltender Komplex induziert, der an das Cle0-Element binden kann. In aktivierten primären Th1-/Th2-Mischpopulationen steigt die Expression von Ets2 parallel zur IL-5-Produktion, nicht jedoch zur Th1-spezifischen IFNg-Produktion, an. Ets1 und Ets2 erwiesen sich auch für die Tax-vermittelte Aktivierung des IL-5 Promotors in HTLV-I transformierten leukämischen Zellen von großer Bedeutung. Der Verlust der Aktivität des mutierten -106/+44 IL-5 EM Promotors in Kasumi-Zellen bestätigt, dass die intakte Ets-Bindungsstelle für die Gata3- und/oder Ets1-vermittelte Aktivierung des Promotors durch Tax essentiell ist.

In Th2-cells the synthesis of interleukin-5 (IL-5) is regulated at the level of transcription. A Gata-binding site and the Cle0-element were identified as the important regulatory elements within the human IL-5 promoter. The Cle0-element contains a potential Ets-binding site, whose significance was examined in this research project. The presented data show that the Ets-proteins Ets1 and Ets2, but not Elf1, are able to activate the IL-5 promoter in T-cell lines. For this the cells had to be simultaneously stimulated with PMA and ionomycin or PMA and HTLV-I-Tax. A single-base-mutation within the core motif of the potential Ets-binding site prevents the Ets1/2-mediated activating effect on the promoter. DNA-binding studies further showed that Ets-proteins, such as Ets1 and Elf1, are able to bind to the Cle0-element. In the myeloid Kasumi-1 cell line, Ets-mediated activation of the promoter was only possible in the presence of Gata3. A synergistic effect of Gata3 with Ets1 and Ets2, not with Elf1 however, was observed. Experiments in HSB-2 cells, which inducibly express IL-5, yielded further indications that Ets-proteins are involved in the regulation of IL-5 expression. An Ets-containing complex, which was able to bind to the Cle0-element, was identified in extracts of HSB-2 cells and in primary T-cell cultures, which had previously been stimulated with PMA and ionomycin. In activated primary mixed Th1-/Th2-cell populations the expression of Ets2 increases with IL-5 production, however not with Th1-specific IFNg-production. Ets1 and Ets2 also proved to be of great significance for the Tax-mediated activation of the IL-5 promoter in HTLV-I transformed leukemic cells. The loss of activity of the mutated -106/+44 IL-5 EM promoter in Kasumi-cells confirms, that the intact Ets-binding site is essential for Gata3- and/or Ets1-mediated activation of the promoter by Tax.