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Main Title: Der enterohepatische Kreislauf von T-Lymphozyten für die Entwicklung einer immunvermittelten Cholangitis bei chronisch entzündlichen Darmerkrankungen
Translated Title: Enterohepatic circulation of T lymphocytes for the development of an immune-mediated cholangitis in inflammatory bowel diseases
Author(s): Seidel, Daniel
Advisor(s): Schott, Eckart
Referee(s): Meyer, Vera
Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Primäre sklerosierende Cholangitis (PSC) ist eine chronisch rezidivierende Entzündung der extra- und intrahepatischen Gallengänge bislang unbekannter Ursache, welche eng mit einer chronischen Kolitis assoziiert ist. Dabei weisen die in der Leber von PSC-Patienten vermehrt vorkommenden T-Zellen einem Darm-Homing Phänotyp auf, was zu der Hypothese führte, dass im Darm aktivierte T-Zellen ursächlich an der Pathogenese der PSC beteiligt sein könnten (Grant et al., 2002). Da die PSC meist erst in einem relativ fortgeschrittenen Stadium diagnostiziert wird, wurden für die Analyse der initialen Prozesse der Pathogenese transgene Mäuse verwendet, die das Modellantigen Ovalbumin (OVA) spezifisch in den Cholangiozyten exprimieren. Um in diesen Mäusen die Rolle der enterohepatischen Migration für die Induktion einer immunvermittelten Cholangitis näher zu charakterisieren, wurden transgene OVA-spezifische CD8 OT-I T Zellen mittels eines neu entwickelten, Antigen-abhängigen Kolitis-Modells, einer transgenen OVA-Expression in Enterozyten oder eines chronischen Kolitis-Modells im Darm aktiviert sowie eine transiente intestinale Infektion dazu benutzt, das in Enterozyten exprimierte Modellantigen in einen inflammatorischen Kontext zu bringen. Die intra-rektale Applikation von OVA führte zu einer Antigen-abhängigen transienten Kolitis. Die so im Darm aktivierten OVA-spezifischen CD8 OT-I T-Zellen differenzierten zu Effektorzellen und zeigten eine zum Teil Integrin α4 vermittelte präferentielle Migration in die Leber, wo sie eine immunvermittelte Cholangitis induzierten, wenn OVA in Cholangiozyten exprimiert wurde. Auch in Mäusen, die das Modellantigen OVA gleichzeitig in Dünndarm-Enterozyten und Cholangiozyten exprimieren, kam es nach den adoptiven CD8 OT-I T-Zell-Transfer zu einer transienten Cholangitis, welche durch eine vorausgehende intestinale Salmonella-Infektion verstärkt wurde. In Mäusen mit einer chronischen Kolitis kam es wie bei PSC-Patienten zu einer starken Heraufregulation der Adhäsionsmoleküle ICAM-1 und VCAM-1 auf den Leber-Endothelien sowie zu einer erhöhten hepatischen Expression von TNF-α, IL-18, CCL25 und CXCL10. Daneben führte die erhöhte Translokation von Zytokinen wie TNF-α, IFN-γ und IL-6 aus dem Darm in das portalvenöse Blut zur Reifung von Dendritischen Zellen in der Leber, was die Induktion einer T-Zell-abhängigen Cholangitis förderte. In der vorliegenden Arbeit wurde erstmalig die Präsenz einer Kolitis mit der Induktion einer Antigen-abhängigen Cholangitis im Mausmodell verknüpft, was darauf hindeutet, dass die enterohepatische Migration im Darm aktivierter T-Zellen ursächlich an der Pathogenese der PSC beteiligt sein könnte.
Primary sclerosing cholangitis (PSC) is a chronic recurrent inflammation of the extra- and intrahepatic bile ducts of hitherto unknown aetiology, which is closely associated with chronic colitis. In patients with PSC, liver-infiltrating T cells display a gut-homing phenotype, which lead to the hypothesis, that T cells activated in the gut could be causally involved in the pathogenesis of PSC (Grant et al., 2002). Since PSC is usually diagnosed in an advanced stage, transgenic mice, which specifically express the model antigen ovalbumin (OVA) in cholangiocytes, were used to analyse the initial processes of pathogenesis. In order to characterize the role of the enterohepatic migration for the induction of an immune-mediated cholangitis in these mice, transgenic OVA-specific CD8 OT-I T cells were activated in the gut by means of a newly developed, antigen-dependent colitis model, by transgenic OVA-expression in enterocytes or by a chronic colitis model. Also a transient intestinal infection was used, to bring the model antigen OVA expressed in enterocytes into an inflammatory context. The intra-rectal administration of OVA resulted in an antigen-dependent transient colitis. The gut activated OVA-specific CD8 T cells differentiated into effector cells and showed a partially α4 integrin-mediated, preferential migration to the liver, where they induced immune-mediated cholangitis. In mice expressing the model antigen OVA simultaneously in enterocytes and cholangiocytes, the adoptive transfer of OVA257-264 specific CD8 T cells led to transient cholangitis, which was aggravated by a preceding intestinal Salmonella infection. As in the liver of PSC patients, mice with chronic colitis showed a strong up-regulation of the adhesion molecules ICAM-1 and VCAM-1 in endothelial cells, as well as increased hepatic expression of TNF-α, IL-18, CCL25, and CXCL10. In addition the increased translocation of cytokines such as TNF-α, IFN-γ and IL 6 from the intestine into the portal venous blood led to the maturation of dendritic cells in the liver, which promoted the induction of T-cell-dependent cholangitis. In this work, the presence of colitis was linked for the first time with the induction of an antigen-dependent cholangitis in a mouse model, suggesting that the enterohepatic migration of T-cells activated in the gut could be causally involved in the pathogenesis of the PSC.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-70508
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4931
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4634
Exam Date: 4-Aug-2015
Issue Date: 19-Aug-2015
Date Available: 19-Aug-2015
DDC Class: 610 Medizin und Gesundheit
Subject(s): CD8 T-Zelle
Chemokine
Chronisch entzündliche Darmerkrankung
Integrine
Primär sklerosierende Cholangitis
CD8 T cell
Chemokine
Inflammatory bowel disease
Integrin
Primary sclerosing cholangitis
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