Die T-Helfer-Zellen sind eine heterogene Gruppe von Zellen des adaptiven Immunsystems, die in mehrere Subpopulationen mit unterschiedlichen Funktionen eingeteilt werden können. Insgesamt werden den T-Helfer-Zellen regulatorische, ‚helfende‘ Funktionen bei Immunantworten zugeschrieben. Sichtbar wird die Bedeutung der T-Helfer-Zellen unter anderem bei der Infektion mit HIV (human immunodeficiency ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die T-Helfer-Zellen sind eine heterogene Gruppe von Zellen des adaptiven Immunsystems, die in mehrere Subpopulationen mit unterschiedlichen Funktionen eingeteilt werden können. Insgesamt werden den T-Helfer-Zellen regulatorische, ‚helfende‘ Funktionen bei Immunantworten zugeschrieben. Sichtbar wird die Bedeutung der T-Helfer-Zellen unter anderem bei der Infektion mit HIV (human immunodeficiency virus), bei der es zu schwersten Störungen der Immunantwort kommt. Durch das zum Zeitpunkt der Differenzierung vorherrschende Zytokinmilieu wird die Polarisation von naiven CD4+-Zellen zu bestimmten Subtypen wie Th1-, Th2- oder anderen Zellen festgelegt. Kürzlich wurde entdeckt, dass sich bei einer ‚Default-Stimulation‘, also der Blockade der Differenzierungswege bekannter Subtypen mit gleichzeitiger TCR-Stimulation und Kostimulation, eine IL-25/(IL-33)-produzierende T‑Zelle differenziert, die keine weiteren typischen T-Zell-Interleukine produziert. In der vorliegenden Promotionsarbeit wurde die Frage untersucht, ob die Differenzierung der IL-25/(IL-33)-produzierenden T-Zelle abhängig von Schlüsseltranskriptionsfaktoren der bekannten Subtypen ist, oder ob eine neue, unabhängige Subpopulation vorliegt. Dazu wurde mittels Western Blot auf das Vorhandensein einer IL-25-Bildung getestet. CD4+-Zellen aus Wildtypmäusen und aus Knockout-Mäusen für den jeweiligen untersuchten Transkriptionsfaktor wurden durch die beschriebene ‚Default-Stimulation‘ in Richtung der IL-25/(IL-33)-produzierenden T‑Zelle polarisiert und die IL-25-Produktion im Western Blot verglichen. Es zeigte sich, dass die IL-25/(IL-33)-produzierende T-Zelle unabhängig von den Transkriptionsfaktoren T-bet, STAT6 und RORγT und damit unabhängig von den Th1-, Th2- und Th17-Zelllinien ist. Daher gehen wir von einer eigenständigen T-Helferzell-Subpopulation aus, die vorläufig Th25/(33)-Zelle benannt wurde.
Zusätzlich wurde der Einfluss weiterer Faktoren auf die Th25/(33)-Zelle untersucht. Anhand von Western Blots mit IL-25-Färbungen konnte kein Einfluss von IL-21, einem unter anderem in der Th17-Differenzierung wichtigen Interleukin, auf die Th25/(33)-Zelle gefunden werden. Sowohl mit als auch ohne zusätzliche IL-21-Stimulation zeigte sich eine deutliche IL-25-Produktion, die sich in der Intensität nicht wesentlich unterschied. Bei dem zweiten untersuchten Faktor, NF-κB, ließ sich hingegen ein deutlicher Einfluss belegen. Durch Zugabe eines NF-κB-Inhibitors während der Stimulation zur Th25/(33)-Zelle zeigte sich in der Durchflusszytometrie ein deutlich verbessertes Zellüberleben der CD4+/IL-25+-Zellen, was vermutlich auf die Inhibition der NF-κB-assoziierten Apoptose zurückzuführen ist. Es war eine signifikante Steigerung an vitalen Th25/(33)-Zellen zu erkennen.
Die Ergebnisse zeigen zusammenfassend, dass es neben den bekannten Subpopulationen einen weiteren unabhängigen T‑Helferzell-Subtyp gibt, der IL-25 und IL-33 produziert. Die Inhibition von NF-κB in den Th25/(33)-Zellen führt zu vermehrtem Zellüberleben. Diese Fakten können Hinweise auf die Funktion der Th25/(33)-Zelle geben, so wäre eine proinflammatorische Rolle bei Th2- und Th9-assoziierten Immunreaktionen genauso wie eine antiinflammatorische Rolle bei der Ausheilung chronischer Entzündungen denkbar.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
T-helper cells are a heterogeneous group of cells of the adaptive immune system, which can be divided in several subsets with different functions. All in all, the function of T-helper cells is the regulation of immune responses. Amongst others, this can be seen in HIV (human immunodeficiency virus) infection, where severe dysfunctions of T cell associated immune responses develop.
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Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
T-helper cells are a heterogeneous group of cells of the adaptive immune system, which can be divided in several subsets with different functions. All in all, the function of T-helper cells is the regulation of immune responses. Amongst others, this can be seen in HIV (human immunodeficiency virus) infection, where severe dysfunctions of T cell associated immune responses develop. Depending on the cytokine milieu at the time of activation, naïve CD4+ T cells differentiate into distinct subtypes like Th1-, Th2- or other cell types. Lately, Fichtner-Feigl et al. discovered that ‘default stimulation’, i.e. TCR activation and costimulation combined with blocking of the differentiation paths to Th1 and Th2 subtypes can lead to an IL-25/(IL-33)-producing T helper cell subset, that doesn’t produce any other T cell-associated cytokines, initially termed Th25/(33) cell. In this dissertation the dependence of Th25/(33) cells on master transcription factors of already established T helper cell subsets (Th1, Th2 and Th17) was explored to fuel the question if the Th25/(33) cells are a new, distinct T helper cell lineage. CD4+ T cells from wild type mice and from transcription factor specific knockout mice (Tbet, STAT6 and RORγt) were polarised to Th25/(33) cells through the mentioned ‘default stimulation’, then the IL-25 production was assessed by Western Blot. It was shown that the Th25/(33) cells are independent of the transcription factors T-bet, STAT6 und RORγT and thus independent of the Th1-, Th2- und Th17-cell lineages. Therefore we assume that Th25/(33) cell are a new distinct T helper cell lineage. In addition, the influence of further components like cytokines and transcription factors on the differentiation of Th25/(33) cells was explored. Stimulation of naïve T cells with default stimulation and IL-21 yields no influence of IL-21 on Th25/(33) differentiation. IL-21 is – amongst others – important in Th17- differentiation. Both with and without additional IL-21 stimulation a considerable IL-25 production was seen in Western Blotting, with almost identical intensity. In contrast the transcription factor, NF-κB, showed a significant influence on the Th25/(33) cell differentiation. Adding a NF-κB inhibitor to stimulation conditions for the Th25/(33) cell lineage, a considerably improved cell survival of CD4+/IL-25+ cells could be seen by flow cytometry. It is possible that this results from the inhibition of the NF-κB-associated apoptosis. All in all, a significant increase of vital Th25/(33) cells was detected.
In summary, our results show that another distinct T-helper cell subtype exists besides the known T-cell lineages, that produces IL-25 and IL-33. The inhibition of NF-κB in Th25/(33) cells leads to improved cell survival. These results can give hints on the physiological function of the Th25/(33) cell, as a pro-inflammatory role in Th2- and Th9-associated immune reactions as well as an anti-inflammatory role in termination of chronic inflammatory processes can be assumed.
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