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Analysis of the role of transferrin receptor (CD71) on dendritic cell differentiation and function
Andreas Staudigl
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Thomas Decker
DOI
10.25365/thesis.23756
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29569.41553.659564-6
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Eisen ist ein lebenswichtiges Element für die Energieproduktion und das Wachstum von Zellen. Endozytose von Eisen beladenen Transferrin über den jeweiligen Rezeptor (transferrin Rezeptor, TfR) ist die wichtigste Route für die Aufnahme von Eisenmolekülen in das Zytoplasma. Dendritische Zellen (DZ) sind bedeutende Antigen präsentierende Zellen und Schlüsselregulatoren sowohl für die adaptive wie auch angeborene Immunantworten. Bisher ist noch wenig bekannt über die funktionelle Rolle von Transferrin Rezeptoren (CD71) auf DZ. Daher lag das Ziel dieser Studie auf der Untersuchung der Auswirkung von CD71 auf Differenzierungs- und Reifungsprozesse von menschlichen Monozyten abstammenden DZ mittels vier monoklonalen Antikörpern (mAk), welche an CD71 binden. Alle in dieser Studie verwendeten CD71 mAk – mAk VIP-1, 5-528, 15-221 und 13-344- interagierten stark mit CD71+ -Transfektanten, sowie mit proliferierenden Zellen, einschließlich menschlichen Lymhoma Zellen, von welchen bekannt ist, dass sie eine hohe Anzahl an CD71 exprimieren. Epitop Analysen mittels Cross-inhibierungs Experimente zeigten überlappende Bindungsstellen für mAk 5-528 und mAk VIP-1, wohingegen mAk 13-344 and mAk 15-221 an unterschiedliche Epitope von CD71 binden. Untersuchungen der TfR-Exprimierung während der DZ Differenzierung ergaben nur eine geringe CD71 Protein Verteilung auf unreifen DZ, hingegen aber eine verstärkte Exprimierung nach der Aktivierung von DZ mit bakteriellen Produkten wie LPS. Dennoch, keiner der vier mAk modulierte oder inhibierte die Differenzierung von Vorläuferzellen in DZ oder beeinflusste dessen Reifungsprozess, was durch die Untersuchung der Exprimierung von Oberlfächenrezeptoren (CD1a, CD83) und Zytokin Produktion (z.B.: IL-12) überprüft wurde, sowie durch das Testen der Fähigkeit T Zellen zu stimulieren nach DZ Inkubation mit CD71 mAk. Dennoch, wenn mAk VIP-1 oder 15-221 zu Beginn einer gemischten Leukozyten Reaktion (MLR) hinzugegeben wurden, reduzierten beide mAk deutlich die T Zell Proliferation. Da weder Entwicklung, noch die Differenzierung beeinflusst wurde durch eine deutliche Unterdrückung der CD71 Exprimierung auf der Oberfläche von DZ aufgrund der Bindung von mAk, vermuteten wir eine direkte Inhibierung der T Zell Proliferation durch mAk VIP-1 und mAk 15-221. Um diese Möglichkeit zu untersuchen aktivierten wir T Zellen mittels CD3 mAk alleine oder in Kombination mit CD28 oder CD63, was in Verbindung mit mAk VIP-1 oder mAk 15-221 wiederum zu einer klaren Inhibierung der T Zell Proliferation führte. Neben der T Zell Proliferation detektierten wir auch eine klare Reduktion in der Zytokin Produktion von IL-10, IL-13, IL-17 und IL-22 während der Inkubation mit mAk VIP-1 oder mAk 15-221, wohingegen die Sekretion von IL-2 nur mit mAk 15-221 reduziert wurde. Zusammenfassend scheint CD71 nicht entscheidend zu sein für die Differenzierung und Reifung von DZ, jedoch dürfte es eine wichtige Rolle in der DZ induzierten T Zell Proliferation spielen, besonders auf T Zellen.
Abstract
(Englisch)
Iron is a pivotal element for energy production and cell growth. In addition, iron is an important regulator of the immune system. Endocytosis of iron-loaded transferrin via its receptor (transferrin receptor, TfR) is a major route for the delivery of iron molecules into the cytoplasm. Dendritic cells (DCs) are prominent antigen presenting cells and key regulators of adaptive as well as innate immune responses. Yet, little is known about the functional role of TfR (CD71) on DCs. Therefore, the aim of this study was to analyze the impact of CD71 on differentiation and maturation of human, monocyte-derived DCs with four monoclonal antibodies (mAbs) directed against CD71. All CD71 mAbs used in this study – mAb VIP-1, 5-528, 15-221 and 13-344 – strongly reacted with CD71+-transfectants and with proliferating cells including human lymphoma cells, which are known to express high levels of CD71. Epitope analysis performed by cross-inhibition experiments showed overlapping binding sites for mAb 5-528 and mAb VIP-1, whereas mAb 13-344 and mAb 15-221 were found to be directed against distinct epitopes on CD71. Analyses of TfR expression during DCs differentiation revealed only low levels on immature DCs but a strong upregulation upon activation of DCs with bacterial products such as LPS. However, addition of none of the four CD71 mAbs modulated or inhibited either the differentiation of precursor cells into DCs or the maturation process, which was analyzed by the expression of informative cell surface receptors (CD1a, CD83), by the cytokine production (e.g. IL-12) or by testing the T cell stimulation capacity of DCs treated with CD71 mAbs. However, when mAbs VIP-1 or 15-221 were added directly to a mixed leukocyte reaction (MLR), both mAbs markedly reduced T cell proliferation. Since development and activation was not directly influenced by a strong down-regulation of CD71 receptors from the surface of DCs upon mAb binding, we hypothesized that mAb VIP-1 and mAb 15-221 might inhibit the proliferation directly via T cells. To further investigate this, we activated T cells via CD3 mAbs alone or in combination with CD28 or CD63. T cell proliferation was inhibited in the presence of mAb VIP-1 or mAb 15-221. Beside T cell proliferation, there was also a clear reduction in the production of IL-10, IL -13, IL-17 and IL-22 cytokines by mAb VIP-1 or mAb 15-221, whereas secretion of IL-2 was only diminished in the presence of mAb 15-221. In summary, CD71 is seemingly not critical for DC differentiation and maturation but is important during DC induced T cell proliferation at the T cell side.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
transferrin receptor (CD71) dendritic cells
Schlagwörter
(Deutsch)
Transferrin Rezeptor (CD71) Dendritische Zellen
Autor*innen
Andreas Staudigl
Haupttitel (Englisch)
Analysis of the role of transferrin receptor (CD71) on dendritic cell differentiation and function
Paralleltitel (Deutsch)
Analyse der Rolle des Transferrin Rezeptors auf Dendritische Zell Differenzierung und Funktion
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
92 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Decker
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.15 Zellbiologie
AC Nummer
AC11046672
Utheses ID
21243
Studienkennzahl
UA | 441 | | |