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Abstract

Dendritische Zellen (DZ) sind die wichtigsten antigenpräsentierenden Zellen und spielen deshalb eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung von T-Lymphozyten. Um die Rolle von DZ bei verschiedenen immunologischen Prozessen in vivo zu klären, wurde in unserem Labor ein BAC-transgenes Mausmodell zur konditionellen Depletion von DZ etabliert. Die sogenannte CD11c.DOG-Maus exprimiert einen humanen Diphtherietoxin-Rezeptor (hDTR), der unter der Kontrolle des DZ-spezifischen CD11c-Promoters steht. Dadurch können DZ spezifisch durch Injektion von Diphtherietoxin (DT) depletiert werden. Die vorliegende Promotionsarbeit beschreibt eingehend das CD11c.DOG-Mausmodell und die Anwendung für die DZ-Forschung. Es konnte gezeigt werden, dass durch DT-Gabe die verschiedenen DZ-Subpopulationen (CD4+CD8--DZ, CD4-CD8+-DZ, und CD4-CD8--DZ) effizient depletiert wurden. Jedoch erreichten die DZ-Populationen innerhalb von ca. 4 Tagen wieder ihre ursprüngliche Zellzahl. Es liegt hier also ein Rückkopplungsmechanismus vor, in dem die bereits entstandenen DZ die Generierung von DZ aus Vorläuferzellen kontrollieren. Die DZ-Depletion beeinflusst die Populationsgröße von anderen Immunzellen nicht, mit Ausnahme der Neutrophilen Zellen, die in Abwesenheit von DZ durch einen noch nicht charakterisierten Rückkoppelungsmechanismus expandieren. Die schnelle Wiederauffüllung des DZ-Kompartiments machte wiederholt DT-Injektionen notwendig, um DZ über einen längeren Zeitraum depletieren zu können. Bei einem anderen CD11c.DTR-Mausmodell wurde berichtet, dass die Tiere bereits nach 2-3 DT-Injektionen sterben, wahrscheinlich wegen aberranter Expression des DTR-Transgens, was die Nützlichkeit des CD11c.DTR-Stammes einschränkt (Jung et al. 2002). Unsere BAC-transgenen CD11c.DOG-Mäuse überleben jedoch problemlos kontinuierliche Gaben von DT ohne nachteiligen Effekte, höchstwahrscheinlich durch die Verwendung eines BAC-Konstrukts, welches eine hohe Promotorspezifität garantiert. Allerdings muss hier der überraschende Befund angemerkt werden, dass nach 10-14 Tagen täglicher DT-Injektion neutralisierende Antikörper gegen DT gebildet wurden. Anscheinend reichen nach DT-Depletion die wenigen verbliebenen DZ aus, um eine Antikörperbildung zu unterstützen oder andere Zellen übernehmen die Aufgabe der Antigenpräsentation. Nach eingehender Charakterisierung der CD11c.DOG-Mäuse wurde die Funktion von DZ in vivo analysiert. Dabei wurde zunächst analysiert, ob DZ bei der Aktivierung von NK-Zellen durch bakterielle Produkte beteiligt sind. In der Tat konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit von DZ in vivo nur eine partielle Aktivierung der NK-Zellen erfolgte. Weitere Untersuchungen betrafen die Interaktion von T-Zellen mit DZ. In lymphoiden Organen tasten T-Zellen DZ kontinuierlich nach fremdem Antigen ab. Bisher wurde angenommen, dass die häufigen Kontakte von T-Zellen mit DZ in Abwesenheit von Fremdantigen bedeutungslos sind. T-Zellen aus DZ-depletierten CD11c.DOG-Mäusen konnten jedoch nicht mehr durch Fremdantigen aktiviert werden. Anscheinend benötigen naive T-Lymphozyten den kontinuierlichen DZ-Kontakt und eine Grundstimulierung durch DZ, um schnell und effizient auf Fremdantigene reagieren zu können. Aufgrund der Tatsache, dass sich DZ in den CD11c.DOG Mäusen über einen längeren Zeitraum effizient depletieren lassen, wird dieser Mausstamm inzwischen in zahlreichen internationalen Laboratorien als bevorzugtes Modell für die Erforschung von DZ eingesetzt.

Jung, S., D. Unutmaz, P. Wong, G. Sano, K. De los Santos, T. Sparwasser, S. Wu, S. Vuthoori, K. Ko, F. Zavala, E. G. Pamer, D. R. Littman and R. A. Lang (2002). "In vivo depletion of CD11c(+) dendritic cells abrogates priming of CD8(+) T cells by exogenous cell-associated antigens." Immunity 17(2): 211-20.