Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-1507
Authors: Hahn, Susanne Annette
Title: Einfluss des Treg-Aktivierungsmarkers GARP auf die Differenzierung und Funktion von T-Zellen
Online publication date: 9-Dec-2014
Language: german
Abstract: CD4+CD25+FoxP3+ regulatorische T-Zellen (Treg) spielen eine essentielle Rolle bei der Unterdrückung von schädlichen Immunreaktionen. Da aktivierte CD4+ T-Helferzellen auch CD25 und FoxP3 exprimieren, können diese nicht als spezifische Marker zur Identifikation von Treg verwendet werden. Die Analyse der Membranproteinexpression beider Populationen führte zur Identifikation von GARP (glycoprotein A repetitions predominant) als spezifischer Marker auf aktivierten Treg. GARP bindet LAP und TGF-beta, welches für die Unterdrückung von entzündlichen T-Zellantworten von Bedeutung ist. Um die Funktion von GARP unabhängig von Treg zu untersuchen, wurde ein lösliches GARP Protein (sGARP) synthetisiert und sein Effekt auf die Aktivierung und Differenzierung von humanen T-Zellen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sGARP die Proliferation von naiven CD4+ T-Zellen supprimiert und zu einer Phosphorylierung von SMAD2/3 sowie zu der Induktion von FoxP3 führt. Zusätzlich inhibiert sGARP die Produktion von Effektorzytokinen wie IL-2 und IFN-gamma. Die Stimulation von naiven CD4+ T-Zellen mit sGARP induziert die Differenzierung zu Treg, welche in Kokultur die Aktivierung von T-Effektorzellen supprimieren. Die Wirkung war vergleichbar in naiven CD4+ und ruhenden CD4+CD45RA+ T-Zellen, konnte aber in differenzierten CD4+CD45RO+ T-Zellen nicht nachgewiesen werden. Die Induktion von FoxP3 und die Phosphorylierung von SMAD2/3 konnte durch eine Blockade des TGF-beta-Signalweges inhibiert werden. Dies lässt vermuten, dass die Funktion von sGARP zumindest teilweise von TGF-beta abhängig ist. Zusätzlich zu seiner passiven Rolle als TGF-beta-Transporter, induzierte sGARP die TGF-beta-Produktion in naiven T-Zellen und trägt so zum Mechanismus der infektiösen Toleranz bei. Des Weiteren fördert die Stimulation von sGARP in Anwesenheit von IL-6 und IL-23 die Differenzierung zu Th17 Zellen. rnNeben dem Einfluss von sGARP auf die Differenzierung von CD4+ T-Zellen, supprimiert sGARP die Proliferation und Granzyme B-Expression in CD8+ T-Zellen. rnFür die Analyse der immunmodulatorischen Funktion von sGARP in vivo wurde ein Modell einer xenogenen GvHD (graft-versus-host disease) verwendet. Der Transfer von humanen PBMC in neugeborene, immundefiziente Rag2-/-gamma-chain-/--Mäuse führt zu einer letalen GvHD, welche durch die Applikation von humanen Treg dosisabhängig unterdrückt werden kann. In diesem Modell konnte die repetitive Gabe von sGARP, ohne zusätzliche Zugabe von Treg, ebenfalls die GvHD unterdrücken. Dies lässt auf einen synergistischen Effekt von sGARP und Treg bei der Suppression inflammatorischer T-Zellantworten schließen. rnZusammengefasst lassen die Ergebnisse auf eine entscheidende Rolle von GARP in der Modulation der peripheren Toleranz folgern und zeigen sGARP als potentes Biological für die Behandlung von unerwünschten inflammatorischen Immunantworten.
CD4+CD25+Foxp3+ regulatory T cells (Treg) are critical for the suppression of destructive immune reactions. Nevertheless, CD25+ and Foxp3+ are expressed on activated CD4+ T cells as well; therefore they are no specific markers for Treg. Proteome profiling of Treg led to the identification of GARP (glycoprotein A repetitions predominant) as specific maker on activated human Treg. GARP binds LAP and TGF-beta a well known suppressor of inflammatory T cell activation. rnTo investigate the potential role of GARP independent of Treg we generated a soluble GARP protein (sGARP) and analyzed the function of sGARP for the activation and differentiation of human T cells. The results show that sGARP suppresses proliferation of naïve CD4+ T cells. Furthermore sGARP leads to SMAD2/3 phosphorylation and induces Foxp3 expression. Moreover it inhibits effector cytokine production such as IFN-gamma and IL-2. Stimulation of naïve cordblood-derived CD4+ T cells in presence of sGARP induces their differentiation into adaptive regulatory T cells which suppress the activation of T effector cells in coculture.This effect was similar in naïve CD4+ and resting peripheral CD4+CD45RA+ T cells but not in differentiated CD4+CD45RO+ effector T cells. Foxp3 induction and SMAD2/3 phosphorylation by sGARP can be inhibited by blockade of TGF-beta-signalling pathway, suggesting that sGARP function is at least in part dependent on TGF-beta. In addition to its passive role as a TGF-beta /LAP transporter, sGARP induces TGF-beta production and thus contributes to the mechanism of infectious tolerance. Stimulation of naïve cordblood-derived CD4+ T cells in presence of sGARP induces their differentiation into adaptive regulatory T cells which suppress the activation of T effector cells in coculture. Furthermore, in the presence of IL-6 and IL-23 sGARP promotes the differentiation into Th17 cells. rnBeside its influence on CD4+ T cells, GARP suppressed the proliferation and reduced Granzyme B expression of CD8+ T cell. rnTo analyze the effect of sGARP on human T cell-mediated destructive inflammation in vivo, we used a well established graft-versus-host disease (GvHD) system. Transfer of human PBMC into immunodeficient newborn Rag2-/-gamma chain-/- mice results in a lethal GvHD which can be prevented by increased numbers of human Treg in a dose-dependent manner. In this setting, repetitive administration of sGARP without application of additional Treg inhibits a GvHD onset indicating that sGARP synergizes with Treg in repression of an inflammatory human T cell response. rnTaken together, our results indicate a crucial role for GARP in the modulation of peripheral tolerance and open the possibility to use sGARP as an immune modifier in the treatment of inflammatory disorders such as T cell-mediated autoimmunity and allergic diseases.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 10 Biologie
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1507
URN: urn:nbn:de:hebis:77-39176
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:JGU-Publikationen

Files in This Item:
  File Description SizeFormat
Thumbnail
3917.pdf1.85 MBAdobe PDFView/Open