Regulation von Ca2+-Signalen in T- Lymphozyten

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URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-opus-20715
http://hdl.handle.net/10900/44744
Dokumentart: Dissertation
Date: 2005
Language: German
Faculty: 4 Medizinische Fakultät
Department: Sonstige
Advisor: Lepple-Wiehnhues, A.
Day of Oral Examination: 2003-05-22
DDC Classifikation: 610 - Medicine and health
Keywords: Calciumfreisetzung
Other Keywords: Mikrodomänen , Apoptose , CD95-Rezeptor
rafts , apoptosis
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Inhaltszusammenfassung:

Ca²+-Signale in T-Lymphozyten regulieren eine Reihe von fundamentalen Zellfunktionen. Veränderungen der intrazellulären Calciumkonzentration und damit auch Aktivitätsänderungen von Ionenkanälen spielen eine bedeutende Rolle und sind kennzeichnend für zelluläre Prozesse wie Proliferation und Apoptose. In der vorliegenden Arbeit werden mehrere Mechanismen zur intrazellulären Ca²+-Erhöhung und damit zur T-Zellaktivierung beschrieben. Der Zelloberflächen-TCR/CD3-Komplex kann wie hier dargestellt durch Anti-CD3, einem monoklonalen Antikörper, aktiviert werden. Auch PHA löst unspezifisch gebunden an den TCR eine Reaktion aus, die zur T-Zellaktivierung führt. Als drittes auslösendes Agens wurde Thapsigargin verwendet, ein Sequesterpenlacton, das irreversibel an die endoplasmatische Ca²+-Pumpe (SERCA-ATPase) bindet, diese blockiert und dadurch die Aufnahme von Ca²+ in das ER verhindert. Mittels fluoreszenzmikroskopischen Methoden wurde die intrazelluläre Ca²+-Konzentration in humanen peripheren Lymphozyten und der T-Zellymphomlinie Jurkat bestimmt. Die hier durchgeführten Messungen der [Ca²+]i ergaben, dass Stimulation mit Anti-CD3, PHA und Thapsigargin jeweils eine anhaltende erhöhte intrazelluläre Caliumkonzentration zur Folge hat. Daraus resultiert die T-Zellproliferation. Somit konnte gezeigt werden, dass verschiedene Agenzien in der Lage sind, TZellen zu stimulieren. Dies wiederum war als Voraussetzung für die folgenden Experimente wichtig: In vorhergehenden Studien hat sich herausgestellt, dass in aktivierten T-Zellen rafts in der Plasmamembran vorhanden sind, was vermutlich zur schnelleren und effektiveren Signaltransduktion beiträgt. In naiven T-Zellen konnten rafts nur intrazellulär gefunden werden. In dieser Arbeit konnte mittels verschiedenen Anfärbemethoden in live-Kameraaufnahmen gezeigt werden, dass der TCR indem raft vorhanden ist. Auf jeder T-Zellmembran befand sich erstaunlicherweise nur ein deutlich angefärbter cluster. Die Frage nach dem Vorhandensein des CRAC-Kanals in rafts konnte indirekt beantwortet werden. Es konnte dargestellt werden, dass FM1-43, der Farbstoff, der rafts anfärbt, den ICRAC blockiert. Die aktivierten T-Zellen reagierten nach Zugabe von FM1-43 und Anbieten von extrazellulären Calciums direkt am raft mit keiner Erhöhung der [Ca²+]i. Dies beweist, dass FM1-43 den CRAC-Kanal blockiert und dieser in den rafts vorhanden sein muß. Aufgrund fehlender Identifizierung des CRAC-Proteins und mangelnder Antikörper kann ein direkter Beweis noch nicht durchgeführt werden. Der dritte Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Reaktion der [Ca²+]i nach CD95-Rezeptor Stimulation. Neben der für die Begrenzung der Immunreaktion wichtigen Induktion von Apoptose wird durch Stimulation des CD95-Rezeptors ein anhaltender Block des kapazitativen Calciumeinstromes ausgelöst. Eine Reduktion der IL-2-Synthese in aktivierten T-Zellen ist die Folge. Das Absinken der IL-2 Konzentration führt in letzter Konsequenz zum Stop der T-Zellproliferation und damit zum Abbruch der Immunantwort. Diesen Vorgang, Abschalten kultivierter T-Lymphozyten ohne sie apoptotisch zu deletieren, bezeichnet man als Anergie.

Abstract:

Calciumsignals regulate different cell functions in T lymphocytes. In this dissertation we will show various mechanisms of intracellular Calcium increase which are followed by T cell activation. Furthermore because of stimulation of CD95 receptor the calciumsignal can be inhibited and is therefore the main reason of apoptosis of T cells.

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