Phänotyp und Funktion KLRG1-exprimierender Lymphozyten der Maus

Phenotype and function of KLRG1-expressing lymphocytes of the mouse

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:20-opus-17550
  • Die Reifung, Differenzierung und Funktion von Lymphozyten wird maßgeblich von aktivierenden und inhibitorischen Zelloberflächenrezeptoren reguliert. "Killer cell Lectin-like receptor G1" (KLRG1) ist ein Typ-II-Transmembranprotein, dessen Expression auf Subpopulationen von T-Lymphozyten und Natürlichen Killerzellen beschränkt ist. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die differentielle Expression und mögliche Funktion von KLRG1 auf diesen Zellen im Maussystem zu charakterisieren. Mit Hilfe zellbiologischer Untersuchungsmethoden konnte gezeigtDie Reifung, Differenzierung und Funktion von Lymphozyten wird maßgeblich von aktivierenden und inhibitorischen Zelloberflächenrezeptoren reguliert. "Killer cell Lectin-like receptor G1" (KLRG1) ist ein Typ-II-Transmembranprotein, dessen Expression auf Subpopulationen von T-Lymphozyten und Natürlichen Killerzellen beschränkt ist. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die differentielle Expression und mögliche Funktion von KLRG1 auf diesen Zellen im Maussystem zu charakterisieren. Mit Hilfe zellbiologischer Untersuchungsmethoden konnte gezeigt werden, dass die KLRG1-Expressionsfrequenz mit dem Reifegrad der Zellen korreliert. Frühere Beobachtungen, wonach KLRG1 durch Erkennung eigener Klasse-I-Moleküle des Haupthistokompatibilitätskomplexes (MHC) über inhibitorische Rezeptoren der Ly49-Familie induziert wird, konnten auf klassische Klasse-I-Moleküle und neue Ly49-Familienmitglieder ausgeweitet werden. Ferner belegen Daten dieser Arbeit, dass reife NK-Zellen die KLRG1-Expressionsfrequenz in verschiedenen lymphoiden Organen dem Klasse-I-Niveau der umgebenden Zellen anpassen können und dass T- und B-Lymphozyten möglicherweise eine zentrale Rolle hierbei spielen. Somit stellt KLRG1 einen NK-Zellrezeptor dar, dessen Expression durch Ly49-Rezeptorengagement dynamisch reguliert wird. Es ist möglich, dass KLRG1 kompensatorische (ko-)inhibitorische Eigenschaften besitzt, die für die Aufrechterhaltung der Selbsttoleranz von NK-Zellen von Bedeutung sind. Unter den CD8-T-Zellen identifiziert ein polyklonales abT-Zellrezeptorrepertoire und die Expression von CD8 als ab-Heterodimer den 2-3%igen Anteil an KLRG1+ Zellen als konventionelle T-Zellen thymischen Ursprungs. Umfangreiche phänotypische und funktionelle Analysen ergaben, dass KLRG1-exprimierende CD8-Zellen sich aus ca. 20% proinflammatorischer Effektorzellen und ca. 80% Gedächtniszellen zusammensetzen. Aufgrund von Daten der Arbeitsgruppe Pircher scheint das Zellteilungsvermögen letzterer ausgeschöpft zu sein. Demzufolge markiert KLRG1 eine neue Subpopulation von CD8-T-Zellen, der sowohl Effektorzellen, als auch "replikativ seneszente" Gedächtniszellen angehören. Abschließende Untersuchungen ergaben, dass KLRG1 interessanterweise auch von 1-2% der CD4+ T-Zellen exprimiert wird und dass die KLRG1+ CD4-T-Zellen zum Großteil CD25 koexprimieren. Funktionelle Anschlußexperimente zeigten, dass es sich bei diesen Zellen um regulatorische T-Zellen handelt. Zusammenfassend kennzeichnet KLRG1-Expression eine Subpopulationen von NK-Zellen, die körpereigene Zellen über Klasse-I erkennen können, eine Untergruppe von Effektor- und seneszenten CD8-T-Zellen sowie neuartige regulatorische CD4-T-Zellen.show moreshow less
  • The maturation, differentiation and function of lymphocytes is crucially regulated by activating and inhibitory cell surface receptors. "Killer cell lectin-like receptor G1" (KLRG1) is a type-II transmembrane protein, which is expressed on subpopulations of T cells and Natural Killer cells. The aim of this work was to characterise the differential expression and possible function of KLRG1 on these cells in the mouse. Cell biological assays revealed that the expression frequency of KLRG1 and the maturity of the cells are positively correlated.The maturation, differentiation and function of lymphocytes is crucially regulated by activating and inhibitory cell surface receptors. "Killer cell lectin-like receptor G1" (KLRG1) is a type-II transmembrane protein, which is expressed on subpopulations of T cells and Natural Killer cells. The aim of this work was to characterise the differential expression and possible function of KLRG1 on these cells in the mouse. Cell biological assays revealed that the expression frequency of KLRG1 and the maturity of the cells are positively correlated. The earlier finding that KLRG1 expression is induced after recognition of self class I molecules of the Major Histocompatibility Complex (MHC) by inhibitory receptors of the Ly49 family could be extended to classical class I molecules and to novel members of the Ly49 family. Moreover, the data contained in this work provide evidence that mature NK cells are capable of adapting KLRG1 expression frequencies to the level of class I expression on surrounding cells in the respective lymphoid organ and that T and B lymphocytes probably play a central role in this process. KLRG1 expression on NK cells, thus, is subject to dynamic regulation via engagement of Ly49 receptors. Moreover, it is possible that KLRG1 is endowed with compensatory (co-)inhibitory properties which are important for maintaining self-tolerance of NK cells. Among CD8 T cells it is the polyclonal ab T cell receptor repertoire and the expression of CD8 as an ab heterodimer which indicates thymic origin of the 2-3% KLRG1+ cells. Extensive phenotypical and functional analyses revealed that KLRG1-expressing CD8 cells are a mixture of about 20% pro-inflammatory effector cells and about 80% memory cells. According to data generated in the group of Hanspeter Pircher the latter have lost the potential to undergo further cell divisions. Therefore, KLRG1 is a marker for a novel subpopulation of CD8 T cells consisting of, both, effector cells and "senescent" memory cells. In final experiments, KLRG1 expression was detected on 1-2% of CD4+ T cells with the majority of KLRG1+ CD4 T cells co-expressing CD25. Subsequent functional studies revealed that these cells are regulatory T cells. In summary, KLRG1 expression marks a subpopulation of NK cells, which are capable of recognising other cells via class I molecules, a subset of effector and senescent CD8 T cells as wells as novel regulatory CD4 T cells.show moreshow less

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Metadaten
Author: Niklas Beyersdorf
URN:urn:nbn:de:bvb:20-opus-17550
Document Type:Doctoral Thesis
Granting Institution:Universität Würzburg, Medizinische Fakultät
Faculties:Medizinische Fakultät / Institut für Virologie und Immunbiologie
Date of final exam:2006/04/05
Language:German
Year of Completion:2004
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 61 Medizin und Gesundheit / 610 Medizin und Gesundheit
Tag:KLRG1; NK-Zellen; T-Zellen; inhibitorische Rezeptoren
KLRG1; NK cells; T cells; inhibitory receptors
Release Date:2006/04/12
Advisor:Priv.-Doz. Dr. Thomas Hanke