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In der vorliegenden Arbeit wurde die Rolle der Transkriptionsfaktoren NFATc1/αA bzw. NFATc1/ßC und NFATc2 in NK-Zellen und die Rolle der Faktoren NFATc1-4 und NFAT5 in Keratinozyten analysiert. Die Familie der Nuclear Factor of Activated T-cell (NFAT) Transkriptionsfaktoren besteht aus fünf Mitgliedern, welche entscheidend die Gentranskription bei Immunantworten beeinflussen. Nach Antigenaktivierung wird in Lymphozyten die Expression des Nfatc1-Gens stark induziert. Die Akkumulation der dabei gebildeten kurzen Isoform NFATc1/αA ist für die Zytokinproduktion als Effektorfunktion sowie für die Proliferation und das Überleben aktivierter Zellen verantwortlich. Das kurze NFATc1-Protein unterscheidet sich nicht nur strukturell, sondern auch funktionell von fast allen anderen NFAT-Proteinen. Um neue Erkenntnisse über die Funktion der Isoform NFATc1/αA in Lymphozyten zu gewinnen, wurden KT12 NK-Zellen mit NFATc1/αA bzw. NFATc1/ßC und NFATc2- exprimierenden Vektoren transfiziert, geklont, stimuliert und anschließend auf ihre jeweilige Apoptoserate und die Zytokinsynthese bzw. -expression hin untersucht. Die gewählten KT12-Hybridoma-Zellen erwiesen sich allerdings in ihrer intendierten Funktion als Testzellen für die Über-Expression von NFATc-Proteinen in NK-Zellen als ungeeignet.
Fehlregulationen von NFAT-Signalwegen werden mit einer fehlerhaften Entwicklung des Immunsystems, mit der Entstehung von Autoimmunerkrankungen und mit Krebs in Verbindung gebracht. Um die Rolle von NFAT-Faktoren in Keratinozyten besser zu verstehen, wurden HaCaT-Zellen und primäre humane Keratinozyten mit Differenzierungssignalen bzw. UVB-Licht stimuliert. Änderungen der Transkription von NFAT-Faktoren, Keratinozyten-spezifischen Proteinen und Chemokinen wurden mittels qRT-PCR-Assays detektiert und analysiert. Insgesamt konnte die Beteiligung von NFAT-Faktoren am Differenzierungsprozess und an der UV-Antwort von Keratinozyten gezeigt werden. Es zeigte sich tendenziell eine stärkere Induktion der kurzen NFATc1-Isoform im Vergleich zu langen NFATc1-Isoformen, was die Frage nach einer besonderen Funktion der kurzen NFATc1-Isoform in Keratinozyten aufwirft. Generell ließen sich besonders hohe Expressionslevel des Transkriptionsfaktors NFAT5 - verglichen mit anderen NFAT-Faktoren - messen. Für die Entwicklung von Therapien, welche die Ursachen und Folgen einer dysregulierten Hautbarrierenbildung behandeln, könnten sich weitere Studien zu einzelnen NFAT-Faktoren bzw. NFATc1-Isoformen als zielführend erweisen.
Rapid and Efficient Gene Editing for Direct Transplantation of Naive Murine Cas9\(^+\) T Cells
(2021)
Gene editing of primary T cells is a difficult task. However, it is important for research and especially for clinical T-cell transfers. CRISPR/Cas9 is the most powerful gene-editing technique. It has to be applied to cells by either retroviral transduction or electroporation of ribonucleoprotein complexes. Only the latter is possible with resting T cells. Here, we make use of Cas9 transgenic mice and demonstrate nucleofection of pre-stimulated and, importantly, of naive CD3\(^+\) T cells with guideRNA only. This proved to be rapid and efficient with no need of further selection. In the mixture of Cas9\(^+\)CD3\(^+\) T cells, CD4\(^+\) and CD8\(^+\) conventional as well as regulatory T cells were targeted concurrently. IL-7 supported survival and naivety in vitro, but T cells were also transplantable immediately after nucleofection and elicited their function like unprocessed T cells. Accordingly, metabolic reprogramming reached normal levels within days. In a major mismatch model of GvHD, not only ablation of NFATc1 and/or NFATc2, but also of the NFAT-target gene IRF4 in naïve primary murine Cas9\(^+\)CD3\(^+\) T cells by gRNA-only nucleofection ameliorated GvHD. However, pre-activated murine T cells could not achieve long-term protection from GvHD upon single NFATc1 or NFATc2 knockout. This emphasizes the necessity of gene-editing and transferring unstimulated human T cells during allogenic hematopoietic stem cell transplantation.