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Molecular mechanisms of human T cell anergy induced by the cytoplasmic tail of CD45
Alexander Egbert Puck
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Pavel Kovarik
DOI
10.25365/thesis.19140
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29193.19330.977263-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die klassische Proteintyrosinphosphatase CD45 kann in humanen Monozyten und Granulozyten bei Aktivierung durch Zymosan oder PMA proteolytisch gespalten werden. Die Freisetzung der cytoplasmatischen Domäne von CD45 (ct-CD45) erfolgt durch aktivierungsinduzierten Zelltod. Diese Domäne bindet als löslicher Faktor an humane T-Zellen und reduziert Proliferation und Zytokinsekretion was zur Ausbildung eines anergieähnlichen Zustandes führt.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es die molekularen Mechanismen, welche hinter der von ct-CD45 verursachten Anergie stehen, zu analysieren. Mit PRAT4A hat unser Labor in einer früheren Studie einen Rezeptorkandidaten für ct-CD45 identifiziert. In dieser Studie demonstrieren wir, dass die Bindung von ct-CD45 an eine PRAT4A-überexprimierende Zelllinie durch einen Antikörper gegen PRAT4A unterbunden werden kann. Es wird gezeigt, dass die Induzierung dieses Zustandes von einer verminderten Bildung von Lymphoblasten begleitet wird, was auf einen frühen Zellzyklusarrest hindeutet. Microarray-Analyse von humanen T-Zellen die in der Gegenwart von ct-CD45 aktiviert wurden, zeigte die Überexpression zweier Faktoren – Krüppel-like factor 2 (KLF2) und Schlafen family member 12
(SLFN12). Während KLF2 ein bekannter, mit der Regulation von T-Zellquieszenz assoziierter Faktor ist, weiß man wenig über SLFN12. Dieser Faktor wird nur in Primaten exprimiert und gehört einer Genfamilie an, die mit Thymozytenentwicklung und zellulärer Wachstumsregulierung in Verbindung gebracht wird. Diese Studie bestätigt die Überexpression von beiden Faktoren
mittels quantitativer Realtime-PCR und identifiziert SLFN12 als möglichen Anergiefaktor. IL-2 reduzierte die Expression von SLFN12 mRNA wogegen KLF2 kaum reguliert wurde. SLFN12 wurde zudem bereits kurz nach Aktivierung in der Präsenz von ct-CD45 hochreguliert. Die Transfektion einer SLFN12 siRNA verbesserte die Proliferation von T-Zellen die in der Gegenwart
von ct-CD45 aktiviert wurden. Die Expressionsmuster von Zellzyklusfaktoren unterstützen einen frühen Zellzyklusarrest durch ct-CD45, da sich die Expression von Zyklin D1, nicht aber von anderen Faktoren verringert zeigte.
Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass ct-CD45 über die Bindung an PRAT4A T-Zellanergie induziert und zu einer Hochregulierung von SLFN12 führt. Die spezifische Inhibierung von Zyklin D1 führt zu einem frühen Zellzyklusarrest, der sich in einer verringerten Bildung von Lymphoblasten manifestiert, welche morphologisch ruhenden Zellen ähnlich sind. Unsere Daten unterstützen daher einen neuen funktionalen Differenzierungszustand von TLymphozyten.
Abstract
(Englisch)
The prototypic receptor-like protein tyrosine phosphatase CD45 is proteolytically cleaved in human monocytes and granulocytes upon activation via zymosan or PMA. The cytoplasmic tail of ct-CD45 (ct-CD45) is released via activation-induced cell death. Ct-CD45 acts as a cytokine-like factor on human T cells,
thereby, potently reducing proliferation and cytokine production leading to an anergy-like state in T cells.
The aim of this work is to elucidate the molecular mechanisms governing ct-CD45-induced T cell anergy. A potential receptor candidate for ct-CD45 on T cells was identified to be PRAT4A. Here, we demonstrate that binding of ct-CD45 to a murine cell line transfected with human PRAT4A can be blocked by an antibody against PRAT4A. Induction of the anergic state is accompanied by an inhibition of T cell blast formation suggesting an early cell cycle arrest. Microarray analysis of T cells activated in the presence of ct-CD45 indicated upregulation of two factors not known to be associated with anergy before - Schlafen family member 12 (SLFN12) and Krueppel-like factor 2 (KLF2). While KLF2 is a transcription factor implicated in the maintenance of T cell quiescence, little is known about SLFN12. SLFN12 is a primate-specific factor
which belongs to a gene family that is involved in thymocyte development and cellular growth regulation. The expression of both factors was confirmed and analyzed via quantitative real-time PCR identifying SLFN12 as a putative anergy factor. IL-2 strongly reduced SLFN12 mRNA whereas KLF2 expression
was barely changed. Furthermore only SLFN12 showed early induction in ct-CD45-treated T cells. Transfection of a SLFN12 siRNA could partially restore proliferation of anergic cells. Expression profiling of cell cycle-associated factors supported an early cell cycle arrest as cyclin D1 showed impaired induction
while other factors were unaltered.
Taken together, these results demonstrate that ct-CD45 induces anergy via PRAT4A subsequently leading to the induction of SLFN12. Inhibition of cyclin D1 results in an early cell cycle arrest characterized by reduced lymphoblast
formation resembling cellular quiescence. Thus, our data supports a novel functional state for T cells.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
T cell anergy CD45 ct-CD45 PRAT4A SLFN12 KLF2
Schlagwörter
(Deutsch)
T-Zelle Anergie CD45 ct-CD45 PRAT4A SLFN12 KLF2
Autor*innen
Alexander Egbert Puck
Haupttitel (Englisch)
Molecular mechanisms of human T cell anergy induced by the cytoplasmic tail of CD45
Paralleltitel (Deutsch)
Molekulare Mechanismen der humanen T-Zellanergie induziert durch den cytoplasmatischen Teil von CD45
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
107 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Pavel Kovarik
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC10793053
Utheses ID
17149
Studienkennzahl
UA | 441 | | |