Identification, Cloning and Characterization of Novel DAP12-associated Receptors Expressed on Myeloid Cells

Abstract

In der hier präsentierten Arbeit wurde eine neue Gruppe aktivierender Rezeptoren von myeloiden Zellen identifiziert, kloniert und charakterisiert. Durch die selektive Expression auf myeloiden Zellen wurden die Rezeptoren als Triggering Receptors Expressed on Myeloid cells (TREMs) bezeichnet. Fünf TREMs wurden identifiziert. Alle besitzen eine extrazelluläre Immunglobulin (Ig) Domäne vom V-Typ, einen positiv-geladenen Serin- oder Argininrest innerhalb der Transmembrandomäne und keine intrazellulären Signalmotive. TREM-1, -2 und -3 assoziieren mit dem Adaptermolekül DAP12. TREM-1 ist selektiv auf Neutrophilen, Monozyten und Lungenmakrophagen exprimiert. Stimulation von TREM-1/DAP12 in vitro induziert die Sekretion von proinflammatorischen Zytokinen und Chemokinen und unterstützt das Überleben von Neutrophilen und Monozyten. In vivo wird TREM-1 sehr stark auf Neutrophilen und Monozyten exprimiert, die in Geweben mit bakteriellen Infektionen akkumulieren. Darüber hinaus ist TREM-1/DAP12 auf peritoneale Neutrophile von septischen Patienten stark hochreguliert. Blockade der TREM-1/DAP12 Signaltransduktion während experimenteller Sepsis reduziert die Entzündung, verstärkt die Apoptose von Neutrophilen und schützt Mäuse gegen die fatalen Folgen der Sepsis. Dies zeigt, das TREM-1/DAP12-vermittelte Signale zentral an der Aktivierung von Neutrophilen während bakterieller Infektionen beteiligt ist TREM-2/DAP12 wird auf Dendritischen Zellen (DCs) und Mastzellen exprimiert. In vitro induziert TREM-2/DAP12 die Hochregulation von CCR7, welcher für die Rekrutierung von DCs aus dem Gewebe in den Lymphknoten verantwortlich ist. Dort erfolgt die Interaktion und Aktivierung von naïven T Zellen. Darüber hinaus unterstützt TREM-2/DAP12 das Überleben von DCs und vermittelt partielle DC Reifung. Blockade des TREM-2/DAP12 Signalweges in vivo reduziert die Fähigkeit von DCs autoreaktive T Zellen zu stimulieren und vermindert dadurch experimentelle autoimmune Encephalomyelitis.

In the work presented here, a new group of activating receptors expressed on myeloid cells was identified, cloned and characterized. Due to selective expression on myeloid cells, the receptors were designated Triggering Receptors Expressed on Myeloid cells (TREMs). Five TREMs were identified. All of them are characterized by an extracellular Immunoglobulin (Ig) domain of the V-type, a charged lysine or arginine residue in the transmembrane domain, and no intracellular signaling motifs. At least three members of this family associate with a transmembrane adapter molecule called DAP12, which can mediate cell activation. TREM-1 is selectively expressed on blood neutrophils, monocytes and alveolar macrophages. Engagement of TREM-1 in vitro triggers secretion of proinflammatory cytokines and chemokines and promotes survival of neutrophils and monocytes. In vivo, TREM-1 is expressed at very high levels on neutrophils and monocytes that accumulate in human tissues infected with bacteria. In addition, it is upregulated on peritoneal neutrophils of patients with microbial sepsis and mice with experimental sepsis. Strikingly, blockade of TREM-1 during experimental sepsis reduces inflammation, increases neutrophil apoptosis and protects mice against sepsis. Thus, TREM-1-driven signals play a central role in neutrophil function and in acute inflammatory responses to bacteria. TREM-2 is a cell surface receptor on dendritic cells (DCs), which is associated with DAP12, like TREM-1. In vitro, TREM-2/DAP12 induces upregulation of CCR7, which promotes homing of DCs to lymph nodes, where they encounter naïve T cells. In addition, TREM-2 promotes DC survival and induces partial DC maturation, increasing the T cell stimulatory activity of DCs. In vivo, blockade of TREM-2 signaling in mice reduces the ability of DCs to stimulate autoimmune T cells, which cause experimental autoimmune encephalomyelitis. Thus, TREM-2/DAP12 enhances the antigen presenting capability of DCs.