AG Lars Nitschke

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Entwicklung, Aktivierung und Signaltranduktion von B-Lymphozyten

Forschungsprojekte

B-Lymphozyten sind Zellen des adaptiven Immunsystems, die eine Antikörper-vermittelte humorale Immunantwort einleiten. Wir interessieren uns für die Signale, die die Reifung und die Funktion von B-Lymphozyten (oder B-Zellen) steuern. Um die Funktion von B-Zellen in vivo untersuchen zu können, stellen wir genetisch veränderte Mauslinien her, in denen in B-Zellen vorkommende Proteine ausgeschaltet oder mutiert werden. Die so erhaltenen "knockout"- oder "knockin"- Mäuse dienen als Modellsysteme, um die normale Funktion des Immunsystems, sowie dessen pathologischen Veränderungen in Krankheitsprozessen zu verstehen.
CD22 ist ein B-zellspezifisches Transmembranprotein, das mit dem B-Zellrezeptor (BCR, z.B. IgM) assoziiert ist und in dessen Signalkette mit eingreift (Abb. 1).

Abbildung 1: Die Funktion von CD22 in der Hemmung der BCR-vermittelten Signalleitung und die Ligandenbindung von CD22 an alpha2,6-verknüpfte Sialinsäure (2,6Sia)

CD22 trägt inhibitorische ITIM Motive, die nach Stimulation des BCR phosphoryliert werden und negativ regulierende Signalmoleküle wie die Phosphatase SHP-1 rekrutieren können. Von uns hergestellte CD22 knockout Mäuse zeigten eine stark erhöhte BCR Signalleitung, gemessen als Ca2+ Einstrom in die B-Zelle. Das bedeutet, dass CD22 ein wichtiger Inhibitor der BCR-Signalleitung ist, der unkontrollierte Aktivierung von B-Zellen verhindert, die zu Autoimmunität oder Lymphom Entstehung führen könnte (Nitschke 2009) CD22 ist außerdem ein Adhäsionsmolekül. Es bindet an alpha2,6-verknüpfte Sialinsäure (2,6Sia) und kann dadurch Zell-Zelladhäsion bewirken. Es gehört zu der Familie der Siglecs (Sialic acid binding Immunoglobulin-like lectins), einer Familie von Adhäsionsmolekülen, die alle spezifisch-verknüpfte Formen von Sialinsäure als Liganden erkennen (Abb. 2). Durch Analyse der CD22-defizienten Mauslinie und Folgearbeiten konnten wir eine neue Funktion von CD22 aufklären. CD22 dient reifen, rezirkulierenden B-Zellen vermutlich als Homingrezeptor, um aus der Peripherie ins Knochenmark zurückzuwandern (Nitschke 1999). Uns interessiert auch, wie die Bindung von CD22 an Liganden die Signalleitung des BCR reguliert. Das untersuchen wir mit neuen genetisch veränderten Mauslinien, in denen die Ligandenbindende Domäne oder die ITIM Motive von CD22 selektiv mutiert sind.

Abbildung 2: Die Familie der murinen Siglecs, Expressionsmuster und Sialinsäurespezifitäten sind gezeigt.

Siglec-G ist ein weiterer B-zell spezifischer Ko-Rezeptor, dessen Funktion wir kürzlich aufklären konnten. Siglec-G ist ein inhibitorischer Rezeptor für eine bestimmte Klasse von B-Lymphozyten, den B1-Zellen. Siglec-G-defiziente Mäuse zeigten eine starke Expansion von B1-Zellen, erhöhten Ca2+ Einstrom in B1-Zellen und eine erhöhte Produktion von IgM Antikörpern (Hoffmann 2007). Siglec-G ist zusammen mit CD22 für die Verhinderung von Autoimmunantworten verantwortlich, denn Siglec-G x CD22 doppel-defiziente Mäuse zeigen spontane Autoimmunität, die durch Autoantikörperbildung und Glomerulonephritis gekennzeichnet ist (Jellusova 2010). Die funktionelle Bedeutung von CD22 und Siglec-G in der Verhinderung von Autoimmunität wird in der Arbeitsgruppe weiter bestimmt. Außerdem wird die Funktion und biologische Bedeutung weiterer Siglecs und intrazellulärer Signalmoleküle in B-Zellen untersucht.

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