Proteinexpression und Verteilung von lymphozytären Zellen im menschlichen Rückenmark

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Anwesenheit, Häufigkeit, Verteilung und Subtypisierung von Lymphozyten im menschlichen Rückenmarksgewebe (immunhistologische Beurteilung). Das Rückenmark als Teil des Zentralen Nervensystems ist ein immunprivilegierter Raum, der durch die Blut-Hirn-Schranke vom restlichen Körper abgegrenzt ist. Immunprivilegierte Räume zeichnen sich durch eine verminderte immunologische Reaktion (im Vergleich zu anderen Organen) aus, was lange Zeit unter anderem durch die Abwesenheit von Lymphozyten erklärt wurde. Bereits Ende der 80ziger konnte jedoch der Übertritt von Lymphozyten durch die Blut-Hirn-Schranke gezeigt werden (Wekerle et al., 1987). Die verbesserten immunhistologischen Methoden konnten im Verlauf auch die Anwesenheit von lymphozytären Zellen in geringer Anzahl im ZNS nachweisen. Bei der Untersuchung von Rückenmarksgewebe von Ratten (Bradl et al., 2005) fiel eine überraschend hohe Konzentration von Lymphozyten auf, weshalb eine Evaluation am menschlichen Gewebe zur detaillierten Darstellung der Menge und Verteilung sowie Proteinexpression der Lymphozyten mit dieser Arbeit durchgeführt wurde. Durchschnittlich wurden ca. 100 im Gewebe liegende Lymphozyten pro 3,5 µm dickem Rückenmarksquerschnitt detektiert. Der Großteil der Lymphozyten exprimierte CD8 und scheint dem Gedächtnistyp oder dem immunsuppressorischen Lymphozytentyp anzugehören. Nur ein kleiner Teil der Lymphozyten ist durch CD20 gekennzeichnet und gehört damit zur B-Zell-Reihe. Die Verteilung der Lymphozyten entlang des Rückenmarks sowie in verschiedenen Regionen (bzw. grauer/weißer Substanz) schien am ehesten zufällig und unabhängig von der Lage bezüglich Gefäßen (perivaskuläre Lage bzw. intraparenchymatöse Lage) oder funktionellen Strukturen zu sein. Erhöhte Lymphozytenzahlen wurden für weibliche Personen in hohem Alter mit entzündlichen Allgemeinerkrankungen festgestellt. Die Dominanz der CD8-Lymphozyten lässt auf einen spezifischen Eintritts- und/oder Überlebensvorteil für CD8-Zellen im ZNS-Gewebe schließen. Die genaue Funktion der CD8-Zellen im Rückenmarksgewebe ist jedoch nach wie vor nicht bekannt. Da jedoch CD25 als Aktivierungsmarker kaum positive Ergebnisse zeigte, scheint der Großteil der CD8-Zellen nicht aktiviert zu sein. Die festgestellte Abwesenheit von Granzym und Perforin lässt weiterhin folgern, dass die gefundenen T-Zellen nicht aktivierten zytotoxischen T-Zellen oder NK-Zellen entsprechen, obgleich sich ein verschwindend geringer Teil der Lymphozyten positiv für CD57 darstellt, einem Marker der auf Zellen der natürlichen Killerzellpopulation zu finden ist. Die weitere Erforschung der dominanten CD8-Population im menschlichen Rückenmark, die bis jetzt keiner T-Zell-Population eindeutig zugeordnet werden konnte, kann zum besseren Verständnis der Immunüberwachung im ZNS entscheidend beitragen. Eine Rolle dieser CD8-Population in der Induktion und Aufrechterhaltung des Immunprivilegs erscheint möglich. Wie sich bereits in exemplarischen CD4-Färbungen gezeigt hatte, konnte die Abwesenheit einer relevanten Population von CD4 Zellen im menschlichen Rückenmark indirekt dadurch bestätigt werden, dass der Gesamt-T-Zell-Marker CD3 keine signifikant höheren Zellzahlen ergab als die Auswertung der CD8 Zellen.

Despite the blood-brain-barrier (BBB) the human central nervous system (including the spinal cord) is continuously screened by blood derived immunological cells. We investigated how lymphocytes are distributed in human spinal cord and which patterns of protein expression can be found. The CD8-positive T-cell is the most dominant lymphocyte subtype we found in this immunhistochemical study. Only very few lymphocytes expressed other patterns of protein (such as CD20, CD57). The distribution in the brain tissue seemed to be coincidental.