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Etablierung konditionaler Knock-out Mäuse für ERAB (endoplasmic reticulum-associated amyloid ß-peptide binding protein) : funktionelle Analysen zur Bedeutung für die T-Zellentwicklung und den Stoffwechsel

Rumig, Cordula

English Title: Establishment of conditional knock-out mice for ERAB (endoplasmic reticulum-associated amyloid ß-peptide binding protein) : functional analysis for T-cell development and metabolism

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Abstract

Toleranz gegenüber körpereigenem Gewebe wird durch Deletion/Inaktivierung selbstreaktiver T-Zellen erreicht. Sind Mechanismen der Selbst-Toleranz unwirksam, können T-Zellreaktionen gegen körpereigene Antigene zu Autoimmunerkrankungen führen. Dabei können T-Effektorzellen lokale Entzündungsreaktionen hervorrufen und Gewebezellen schädigen. Eine Klärung der molekularen Mechanismen, die zur Brechung von Toleranz führen, ist für die Entwicklung neuer Therapiekonzepte bei Autoimmunerkrankungen und zur Eliminierung von Tumoren von großem Interesse. Erste Studien unseres Kooperationspartners D. Stern zur Funktion des Xchromosomalen ERAB („endoplasmic reticulum-associated amyloid β-peptide binding protein“) deuteten darauf hin, dass dieses Protein in Entzündungsreaktionen und in der T-Zell-Apoptose involviert sein könnte. In der vorliegenden Arbeit wurden daher konditionale Knock-out Mäuse für ERAB hergestellt. Der komplette Knock-out in den Mäusen zeigte einen letalen Phänotyp. Eine gestörte Expression des ERAB Gens durch das Neomyzin-Resistenz-Gen führte zu Bewegungsstörungen und Krämpfen der Tiere, zu einer erhöhten Apoptoserate in den Organen Milz, Thymus, Darm, Gehirn, Hoden, Leber und Niere und schließlich zum Tod der Tiere im Alter von ca. 5 Monaten. Männchen dieser ERAB/neo Linie zeigten einen Phänotyp, der vergleichbar mit den Auswirkungen einer Isoleucinstoffwechselkrankheit des Menschen ist, die durch Punktmutationen im entsprechenden menschlichen Gen hervorgerufen wird. Eine ERAB-Defizienz ausschließlich in Endothelzellen und hämatopoetischen Stammzellen führte zu ähnlichen Symptomen wie bei ERAB/neo Männchen beobachtet wurden. Jedoch starben die Tiere erst im Alter von 6-7 Monaten. Die beiden erhaltenen Knock-out Weibchen dieser Linie hingegen sind lebensfähig. Der Grund für den Tod der männlichen Tiere konnte noch nicht gefunden werden. In ersten Experimenten mit T-zellspezifischen Knock-out Tieren für ERAB konnte eine normale T-Zellentwicklung und eine verzögerte Thymusrückbildung nachgewiesen werden. Glucocorticoidinduzierte, aber nicht CD95-vermittelte Apoptose führte in ERAB-defizienten Thymozyten zu einer erhöhten Apoptoserate im Vergleich zu Wildtyp-Thymozyten. Da ERAB bei Alzheimer- und Parkinson-Erkrankungen eine wichtige Rolle spielt, sind die hier generierten Knock-out Mäuse für ERAB auch für entsprechende neurologische Untersuchungen sehr interessant.

Translation of abstract (English)

Tolerance to self is maintained by clonal deletion/inactivation of self-reactive T cells. When the state of self tolerance is disrupted, T cell reactions against selfantigens can lead to autoimmunity and effector T cells are able to cause local inflammation and to damage tissue. To know the molecular mechanisms which lead to reversal of tolerance is important with regard to treatment of autoimmunities and for the elimination of tumors. First studies of our collaboration partner D. Stern about the X-chromosomal gene ERAB (“endoplasmic reticulum-associated amyloid β-peptide binding protein”) refer to a role for this protein in inflammation processes and T cell apoptosis. Therefore, we developed conditional knock-out mice for ERAB. The complete knock-out in mice showed a lethal phenotype. A disturbed ERAB gene expression, caused by the neomycin-resistance gene, resulted in impaired movement and convulsion in mice and led to higher apoptosis in spleen, thymus, gut, brain, testis, liver and kidney. The mice died at the age of ~ 5 month. The male mice of this ERAB/neo line showed a phenotype, comparable with a defect in isoleucine-metabolism in humans, which is caused by point mutations in the homologous human gene. Mice with a specific gene knock-out in endothelial cells and hematopoietic stem cells showed a similar phenotype like the ERAB/neo male mice. Nevertheless, this mice died not before the age of 6-7 month. However, the two knock-out females we received from this line, are viable. The reason for the death of the male mice is yet not known. In first experiments with the T cell specific knock-out mice for ERAB we found normal T cell development and delayed thymic involution. Glucocorticoid-induced, but not CD95-mediated apoptosis, led to higher apoptosis in ERAB deficient thymocytes in comparison to wildtype thymocytes. Because ERAB plays an important role in Alzheimer- and Parkinson-disease, the generated knock-out mice are very important for respective neurological studies.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Hämmerling, Prof. Dr. Günter J.
Date of thesis defense: 22 November 2006
Date Deposited: 10 May 2007 11:37
Date: 2006
Faculties / Institutes: Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 570 Life sciences
Uncontrolled Keywords: ERAB , T-Zellentwicklung , Apoptose , MHBD , ThymusrückbildungERAB , T-cell development , apoptosis , MHBD , thymic involution
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