Functions of human memory B cells and the diversity of the memory B cell population
Final Report Abstract
Gedächtnis-B-Zellen (GBZ) sind neben Gedächtnis-T-Zellen die entscheidenden Komponenten des immunologischen Gedächtnisses, und damit eines Immunschutzes. Für GBZ im Menschen herrscht noch erstaunlich viel Unklarheit bezüglich der zugehörigen B- Zell-Subpopulationen, ihrer Genese, möglichen distinkten Funktionen, klonalen Zusammensetzung und Beziehung zu spezifischen B-Zell-Lymphomen und -Leukämien. Mittels einer Genchipanalyse humaner GBZ-Subpopulationen konnten wir erstmals umfassend die distinkte Genexpression von IgM-ausprägenden und IgG-positiven GBZ vergleichen und umfangreiche Unterschiede identifizieren. Basierend auf diesen globalen Genexpressionsuntersuchungen wurden zahlreiche funktionelle Studien durchgeführt, aus denen sich das Bild abzeichnet, dass IgM+ GBZ eine besondere Befähigung haben, früh in inflammatorischen Reaktionen mit Neutrophilen zu interagieren und von diesen stimuliert zu werden. Im Rahmen T-Zell-vermittelter Restimulierungen differenzieren IgM-GBZ primär zu Keimzentrums-B-Zellen, wohingegen IgG-GBZ effizient zu Plasmazellen ausdifferenzieren. Diese distinkten Eigenschaften und Funktionen werden hier erstmals für humane GBZ gezeigt. In die Genchipanalysen konnten zudem Marginalzonen (MGZ)-B-Zellen der Milz eingeschlossen werden. Diese IgM+CD21highCD27+ B-Zellen zeigen umfangreiche Unterschiede zu den IgM+CD27+ GBZ des Blutes, so dass sie anscheindend nicht einfach sessile IgM-GBZ darstellen, sondern distinkte Eigenschaften und Funktionen haben. Eine Tiefensequenzierung der umgelagerten IgVH-Gene von vier Subpopulationen humaner GBZ (IgM+IgD+CD27+, IgM-only, IgG+CD27+, IgG+CD27-) zeigte u.a., dass die beiden Subpopulationen von IgG-GBZ distinkte Mutationsmuster und IgG-Subklassenbenutzung haben, was auf eine distinkte Genese und Funktion hinweist. Es wurden viele klonal verwandte GBZ gefunden, was zeigt, dass GBZ-Klone im Menschen sehr groß sein können. Dabei zeigen die Klone große intraklonale Diversität, so dass aus einem Keimzentrums-B-Zellklon sehr diverse GBZ gebildet werden. Der Nachweis häufiger gemischer Klone aus IgM- und IgG-GBZ ist ein starkes Argument für eine gemeinsame Herkunft der beiden Zellpopulationen aus gemeinsamen Keimzentrumsklonen. Da eine Abstammung der Tumorzellen der chronisch lymphatischen Leukämie (CLL) von GBZ diskutiert wurde, die früheren Untersuchungen aber nicht alle relvanten B-Zell-Subpopulationen berücksichtigt hatten, haben wir unsere Genchipdaten der normalen B- Zellen genutzt, um nach dem Ursprung der CLL zu fahnden. Wir konnten reife CD5+ B-Zellen als die B-Zell-Population mit der größten Ähnlichkeit zu den CLL-Zellen identifizieren, und damit als deren wahrscheinlichen zellulären Ursprung. Dies wurde durch den Nachweis von sogenannten stereotypen IgV-Genumlagerungen wie sie typisch für CLL-Klone sind, auch in normalen CD5+ B-Zellen untermauert. Im Zuge der Untersuchugen zur CLL haben wir auch CD5+CD27+ B-Zellen als distinkte Subpopulation von reifen CD5+ B-Zellen mit mutierten IgV- Genen nachgewiesen, die daher CD5+ GBZ repräsentieren.
Publications
- (2012) Cellular origin and pathophysiology of chronic lymphocytic leukemia. J. Exp. Med., 209, 2183-2198
Seifert M, Sellmann L, Bloehdorn J, Wein F, Stilgenbauer S, Dürig J, Küppers R
(See online at https://doi.org/10.1084/jem.20120833) - (2013) Origin and pathogenesis of B cell lymphomas. Meth. Mol. Biol., 971, 1-25
Seifert M, Scholtysik R, Küppers R
(See online at https://dx.doi.org/10.1007/978-1-62703-269-8_1)
