Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2397
Main Title: On the role of treml6 in B-1a B cell development And ICOS co-stimulation in adaptive immune responses against M. tuberculosis
Translated Title: Die Rolle von treml6 in der Entwicklung von B-1a B Zellen Und Der Einfluss von ICOS Kostimulation auf die erworbene Immunantwort gegen M. tuberculosis
Author(s): Nouailles, Geraldine
Advisor(s): Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: TREM Rezeptoren sind aus infektionsimmunologischer Sicht von großem Interesse, da sie TLR Signale inhibieren bzw. verstärken können und somit in der Lage sind, inflammatorische Immunantworten zu regulieren. Diese Doktorarbeit untersucht die immunologische Funktion von murinem TLT-6 (Gen: treml6), einem bislang unerforschten ITIM-tragenden Rezeptor der TREM Rezeptor Familie, mittels Analyse von treml6-WT und eigens generierten treml6-/- Mäusen. Treml6 mRNA wurde vornehmlich von Leukozyten der Peritonealhöhle und lymphoiden Organen exprimiert. Treml6-/- Mäuse waren fortpflanzungsfähig und zeigten normales Wachstum. Die Analyse ihrer Immunzellzusammensetzung zeigte, dass treml6-/- Mäuse eine verringerte Anzahl an B-1 B Vorläuferzellen in der fetalen Leber und im adulten Knochenmark aufwiesen. Möglicherweise bedingt durch diese Reduktion an Vorläuferzellen, hatten sowohl junge als auch erwachsene treml6-/- Mäusen weniger peritoneale B-1a B Zellen als WT Mäuse. Andere B-1 oder B-2 Zellpopulationen in treml6-/- Mäusen waren hingegen nicht beeinträchtigt. Ferner wiesen treml6-/- Mäusen keine Defekte in der Aufrechterhaltung von B-1a B Zellen in der Peripherie, wie zum Beispiel eine erhöhte Apoptosisrate der B Zellen, noch Unterschiede in der Funktionalität der B Zellen, wie z.B. abnormale Antikörpersekretion, auf. Der B-1a B Zelldefekt in treml6-/- Mäusen kann, im Gegensatz zum Großteil der in der Literatur bekannten B-1 B Zelldefekte, ebenfalls nicht auf eine veränderte Signaltransduktion des BCR zurückgeführt werden. Die Ursache für die Reduktion der peritonealen B-1a B Zellen vermuten wir vielmehr in einem Defekt im fetalen Stadium der B-1a B Zellentwicklung in treml6-/- Mäusen. Hinweise hierfür lieferten Zelltransferexperimente. Entsprechend resultierte die Transplantation von adultem treml6-/- KM in Rag1-/- Mäuse in einer normalen Rekonstitution aller B Zellpopulationen des Rezipienten. Transplantierten wir jedoch aus treml6-/- fetalen Leberzellen generierte pre-B I Zellen, so zeigte sich, dass sie im Vergleich zu WT pre-B I B Zellen, eine beschränkte Fähigkeit aufwiesen, das B-1a B Zellkompartiment im Rag1-/- Rezipienten zu füllen. Zusammenfassend schlussfolgern wir, dass treml6 ein positiver Regulator der fetalen B-1a B Zellentwicklung ist. Unsere Daten liefern somit neue Einblicke in die Regulation der B-1a B Zellentwicklung, einem nach wie vor stark diskutierten Forschungsfeld. Ferner haben unsere Untersuchungen die Erkenntnisse über die TREM Rezeptor Familie um eine weitere Funktion, nämlich ihre Beteiligung an der Regulation der Lymphozytenentwicklung, erweitert. Mtb ist weiterhin als globale gesundheitliche Bedrohung anzusehen. T Zellen, insbesondere CD4+ Th1 Zellen und ihr wichtigstes Effektorzytokin IFN-γ, sind für eine schützende Immunantwort gegen Mtb entscheidend. Dessen ungeachtet gelingt es der Immunantwort inklusive der T Zellantwort nicht, die Bakterien vollständig zu eliminieren und Sterilität zu erreichen. Im Zuge vorrausgehender Bemühungen, Faktoren zu identifizieren, die die Th1 Antwort gegen Mtb beeinflussen, stellten wir fest, dass in der murinen Mtb Infektion ein Großteil der IFN-γ sekretierenden CD4+ Th1 Zellen ICOS exprimierten. Dementsprechend lag die Vermutung nahe, dass ICOS eine wichtige Rolle in der Ausbildung der Th1 Antwort gegen Mtb spielt. Wir infizierten WT und ICOS-/- Mäuse mit Mtb, um ein detailiertes Bild der Kinetik und der Art der T Zellantwort in Abwesenheit von ICOS-Kostimulation zu erhalten. ICOS-Defizienz führte zu einer verstärkten polyklonalen CD4+ Th1 Antwort gegen Mtb. Die Ursache hierfür lässt sich in der stark reduzierten Anzahl und Frequenzen der Treg in ICOS-/- Mäusen vermuten. Im Gegensatz zur CD4+ Th1 war die Mtb-spezifische CD8+ T Zellantwort in ICOS-/- Mäusen in der chronischen Phase der Infektion abgeschwächt. Die Reduktion betraf nicht nur Effektor CD8+ T Zellen, sondern auch Effektor-Gedächtnis CD8+ T Zellen in Mtb infizierten ICOS-/- Mäusen. Da nur eine marginale ICOS Expression auf CD8+ T Zellen während der Mtb Infektion festzustellen war, lässt sich die Reduktion der Mtb-spezifischen CD8+ T Zellen nicht auf intrinsische Defekte zurückführen, sondern wurde wahrscheinlich durch beeinträchtigte CD4+ T Zell-Hilfe in ICOS-/- Mäusen verursacht. Insgesamt bestätigten wir unsere Anfangsvermutung, dass ICOS die Th1 T Zellantwort gegen Mtb maßgeblich beeinflusst und konnten zusätzlich zeigen, dass die Stärke der Treg Antwort ICOS-abhängig war. Das Ausmaß, in dem ICOS die einzelnen T Zellpopulationen wie CD4+ Th1, Treg und CD8+ T Zellen und somit auch ihre Interaktion untereinander beeinflusste, unterschied sich zwischen Milz und Lunge. So zeigten ICOS-/- Mäuse in der späten chronischen Phase der Mtb Infektion eine bessere Kontrolle der Erreger in der Milz, nicht aber in der Lunge.
TREM receptors are of particular interest in infection immunology since they are able to regulate inflammatory responses by either amplifying or dampening TLR signals. Here we investigated the immunological function of TLT-6 (gene: treml6), a so far undescribed ITIM-containing receptor of the TREM protein family using treml6-WT and in-house generated treml6-/- mice. Treml6 mRNA was broadly expressed among leukocytes of the peritoneal cavity and lymphoid tissues. Treml6-/- mice were fertile and showed normal growth. Analysis of their immune cell composition revealed reduced numbers of B-1 B cell specific precursors in fetal liver and adult BM of treml6-/- mice. Likely as a consequence of this reduction, young and adult treml6-/- mice bared reduced numbers of peritoneal B-1a B cells. Notably, solely peritoneal B-1a B cells, but no other B-1 or B-2 B cell subsets were affected by the lack of treml6. No abnormalities in maintenance of B-1a B cells or in their functionality, such as increased apoptosis rates of B cells or altered antibody responses, respectively, were evident in treml6-/- mice. Moreover, in contrast to most B-1 B cell defects described in the literature, the defect observed in treml6-/- mice was independent of BCR signaling. By means of transplantation experiments it became apparent that the origin of the peritoneal B-1a B cell defect in treml6-/- mice was rooted in a defect during the fetal B cell development. Transplantation of treml6-/- adult BM cells resulted in normal - WT-like - B cell engraftment of Rag1-/- mice. In contrast, transplantation of treml6-/- fetal liver-derived pre-B I cells resulted in poorer B-1a B cell engraftment of recipient Rag1-/- mice when compared to WT pre-B I cells. In sum, we propose that treml6 is a positive regulator of fetal B-1a B cell development. Hence, our data provide new insights into B-1a B cell development; an area of research that is still controversial. Moreover, our study expands the knowledge of the TREM receptor family by ascribing it an additional function, namely regulation of lymphocyte development. Mtb is still a global health threat. T cells, notably CD4+ Th1 cells and their major effector cytokine IFN-γ are crucial for protective immunity against Mtb. However, the immune responses including the T cell response are not sufficient to eliminate the bacilli and to provide sterile immunity. In an initial attempt to identify factors that shape the Th1 response, we observed that CD4+ Th1 cells, notably IFN-γ-secretors, co-expressed ICOS during murine TB. These data pointed to ICOS as an important player in the formation of Th1 responses against Mtb. To gain detailed information about the kinetics and nature of the T cell response in absence of ICOS signaling, we infected WT and ICOS-/- mice with Mtb. ICOS deficiency resulted in an increased polyclonal CD4+ Th1 response against Mtb, most likely caused by robustly reduced numbers and frequencies of Treg in these mice. In contrast to the CD4+ Th1 response, the Mtb-specific CD8+ T cell response was reduced in the absence of ICOS, but only during the later stage of infection. In addition, not only Mtb-specific effector CD8+ T cells, but also effector memory CD8+ T cells were reduced in Mtb infected ICOS-/- mice. The reduction in CD8+ T cells was most likely not CD8+ T cell intrinsic – since CD8+ T cells revealed only marginal ICOS surface expression, but caused by impaired CD4+ T cell help. In sum, we confirmed our initial assumption; ICOS indeed influenced the Th1 cell response against Mtb, and moreover presence of ICOS was mandatory for normal Treg responses. The extent to which ICOS influenced single T cell populations, notably CD4+ Th1, Treg, and CD8+ T cells, and conclusively the interaction among themselves, differed between spleen and lung. As a result, ICOS-/- mice showed improved control of Mtb in the spleens, but not in the lungs during the late chronic phase of infection.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-25677
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2694
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2397
Exam Date: 12-Feb-2010
Issue Date: 10-Mar-2010
Date Available: 10-Mar-2010
DDC Class: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
Subject(s): B-1a B Zelle
ICOS
T Zelle
Treml6
Tuberkulose
B-1a B cell
ICOS
T cell
Treml6
Tuberculosis
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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