Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen

Hennemann A (2010)
Bielefeld (Germany): Bielefeld University.

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Bielefeld Dissertation | German
Author
Supervisor
Wienands, Jürgen
Abstract
B lymphocytes and dendritic cells (DC) internalize, process, and present antigens as peptide:MHC complexes to T lymphocytes. In case of B lymphocytes the antigen recognition occurs specifically via the B cell antigen receptor (BCR). Concomitantly, BCR-mediated signaling cascades are initiated with the participation of different effector or adaptor proteins. Two adaptor proteins that provide this signaling are mAbp1 and HS1. In the present work I could show for the first time a direct interaction of mAbp1 and HS1 in murine B lymphocytes via immune precipitation experiments. In comparison to wt cells, primary cells deficient in mAbp1 and/or HS1 exhibited a reinforced BCR-mediated overall protein tyrosine phosphorylation. Moreover, they showed reduced Ca2+ mobilization from stores of the endoplasmic reticulum and an increased Ca2+ flux across the plasma membrane. The Ca2+ phenotype could be due to an interaction between mAbp1 or HS1 and proteins controlling Ca2+ mobilization. Indeed, I could show an association between HS1 and the SH2 domain of SLP-65, which is an essential, positive Ca2+-regulatory element of BCR-mediated signaling. In addition, an interaction between HS1 and the negative-regulatory inositol phosphatase SHIP after BCR stimulation could be demonstrated. Using mAbp1-deficient mice as detection tool a B220low/-/CD19low/-/IgG+ cell population with memory B cell character could be identified via flow cytometry. The population showed a fivefold increased IgG expression in comparison to wt control. In mAbp1/HS1-double-deficient animals this population was not detectable. Analyzing mAbp1-deficient DC a reduced antigen endocytosis rate and diminished expression of co-stimulatory proteins could be shown. The DC-mediated activation of CD4+ T cells in vitro was drastically enhanced in comparison to wt control. In summary, the results show that mAbp1 and HS1 orchestrate both positive- and negative-regulatory molecules and thereby controlling the kinetic of antigen-induced, BCR-proximal signaling. Furthermore the antigen-dependent differentiation and the composition of B cell populations with memory character are decisively influenced by mAbp1 and HS1. In DC the adaptor protein mAbp1 possesses a positive-regulatory function during antigen internalization and expression of co-stimulatory molecules and inhibits DC-mediated activation of CD4+ T cells. The present work demonstrates a pivotal role of the adaptor proteins mAbp1 and HS1 in the initiation and maintenance of the humoral immune response in B lymphocytes and DC.

B-Lymphocyten und dendritische Zellen (DC) internalisieren, prozessieren und präsentieren Antigene als Peptid:MHC-Komplexe T-Lymphocyten. Im Falle der B-Lymphocyten erfolgt die Antigenerkennung spezifisch über den B-Zell-Antigenrezeptor (BCR). Gleichzeitig können BCR-vermittelte Signalkaskaden unter der Beteiligung verschiedener Effektor- bzw. Adapterproteine initiiert werden. Zwei Adapterproteine, die diese Signalweiterleitung vermitteln, sind mAbp1 und HS1. Im Rahmen dieser Arbeit konnte ich erstmalig mittels Immunpräzipitationen zeigen, dass mAbp1 und HS1 in B-Lymphocyten der Maus miteinander interagieren. Durch die Charakterisierung mAbp1-, HS1- und mAbp1/HS1-defizienter primärer B-Zellen konnte eine verstärkte BCR-vermittelte Gesamt-Protein-Tyrosin-Phosphorylierung im Vergleich zur Wildtyp (wt) -Kontrolle gezeigt werden. Zusätzlich wurde in den oben genannten Zellen eine verringerte Ca2+-Mobilisierung aus Speichern des Endoplasmatischen Retikulums und ein erhöhter Ca2+-Flux über die Plasmamembran im Vergleich zur wt-Kontrolle detektiert. Tatsächlich zeigten GST-basierte Affinitätsaufreinigungen eine Interaktion von HS1 mit der SH2-Domäne des Adapterproteins SLP-65, welches ein essentielles, positiv Ca2+-regulatorisches Element der BCR-vermittelten Signalweiterleitung darstellt. Andererseits konnte ergänzend zu den oben genannten Ergebnissen eine Assoziation von HS1 mit der negativ-regulatorischen Inositol-Phosphatase SHIP nach BCR-Stimulation nachgewiesen werden. Des Weiteren konnte durch Verwendung der mAbp1-defizienten Maus eine B220low/-/CD19low/-/IgG+-Zell-Population mit Gedächtnis-B-Zellcharakter durchflusszytometrisch detektiert werden. Die Population wies in mAbp1-defizienten Mäusen eine fünffach erhöhte IgG-Expression im Vergleich zur wt-Kontrolle auf. In mAbp1/HS1-doppelt-defizienten Tieren war diese Population nicht nachweisbar. In mAbp1-defizienten DC konnte eine verringerte Antigenendocytoserate und reduzierte Expression kostimulatorischer Proteine gezeigt werden. Die Antigen-abhängige CD4+ T-Zell-Aktivierung in vitro war im Vergleich zur wt-Kontrolle drastisch verstärkt. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass mAbp1 und HS1 die Kinetik der BCR-proximalen Signalweiterleitung über die Aktivierung sowohl positiv- als auch negativ-regulatorischer Moleküle steuern. Darüber hinaus prägen mAbp1 und HS1 die antigenabhängige Differenzierung und Zusammensetzung von B-Zell-Populationen mit Gedächtnischarakter. In DC besitzt das Adapterprotein mAbp1 eine positiv-regulatorische Funktion bei der Antigenendocytose bzw. Expression kostimulatorischer Moleküle und inhibiert die DC-vermittelte Aktivierung von CD4+ T-Zellen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die Adapterproteine mAbp1 und HS1 in B-Lymphocyten bzw. DC entscheidende Funktionen bei der Initiation und Aufrechterhaltung der humoralen Immunantwort wahrnehmen.
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Hennemann A. Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University; 2010.
Hennemann, A. (2010). Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
Hennemann, A. (2010). Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen. Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
Hennemann, A., 2010. Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen, Bielefeld (Germany): Bielefeld University.
A. Hennemann, Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen, Bielefeld (Germany): Bielefeld University, 2010.
Hennemann, A.: Integration der Adapterproteine mAbp1 und HS1 in signalleitende Prozesse von B-Lymphocyten und dendritischen Zellen. Bielefeld University, Bielefeld (Germany) (2010).
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