Characterization of the Role of Bruton`s Tyrosine Kinase (BTK) for Myeloid Cell Function in Mouse and Man
Final Report Abstract
Die Bruton’sche Tyrosin-Kinase (Btk) ist ein Protein, dessen Bedeutung für die B-Zell- Entwicklung und Funktion unumstritten ist. Da andere und auch unsere eigenen Vorarbeiten darauf hin deuten, dass Btk auch ein essentieller Faktor für die Entwicklung und Funktion von Zellen der angeborenen Immunität ist, war es Ziel diese Projektes, diesen Sachverhalt genauer zu analysieren. Wir konnten zeigen, dass Btk einen wichtigen Beitrag für die Entwicklung und Funktion von myeloiden dendritischen Zellen leistet. Bei unseren Analysen fokussierten wir uns vor allem auf die Untersuchung der myeloiden (konventionellen) Dendritischen Zellen. Zum einen fanden wir eine Veränderung in der Zusammensetzung der dendritischen Zellpopulationen in der Milz Btk-defizienter Mäuse, zum anderen konnten unsere molekularen Analysen von in vitro generierten Dendritischen Zellen zeigen, dass ein Fehlen von Btk zu einer gestörten Expression von Linien-spezifischen bzw. –determinierenden Transkriptionsfaktoren führt, was eine veränderte Morphologie, Zytokin-Expression und Expression von Aktivierungsmarkern nach sich zieht. Außerdem zeigen unsere in vitro Analysen ein verändertes Proliferations- und Apoptoseverhalten ohne und nach Stimulierung mit verschiedenen TLR-Liganden. Unsere in vivo Experimente zeigen, dass eine ineffiziente Entwicklung und Einwanderung von Btk-defizienten Dendritschen Zellen in lymphatische Organe und ins zentrale Nervensystem im Verlauf einer EAE eine geschwächte Aktivierung von T-Zellen und damit eine schwache Ausprägung der EAE zur Folge hat. Auch in einem zweiten in vivo Modell zur Untersuchung der Funktion myeloider Zellen, konkret Makrophagen, nämlich das kutane Wundheilungsmodell, konnten wir einen Nachteil Btkdefizienter Tiere im Prozess der Wundheilung detektieren. Da jedoch dieser Prozess nicht ausschließlich durch die Funktion von Makrophagen bestimmt wird, sondern z.B. auch durch Granulozyten und B-Zellen, für die eine Btk-Expression und –Funktion nachgewiesen wurde, generierten wir transgene Mäuse, die entweder eine konstitutiv aktive oder dominant negative Btk-Variante exprimieren, und zwar Zell-Typ-spezifisch. Mit Hilfe dieser Modelle wird es uns zukünftig gelingen, detailliert die Funktion von Btk in unterschiedlichen Zellpopulationen des hämatopoetischen Systems zu untersuchen. Auf der Suche nach Signalwegen, in die Btk in myeloiden Zellen involviert ist, konzentrierten wir uns zunächst auf die ursprünglich von uns nachgewiesene Interaktion von Btk mit MyD88. Interessanter Weise zeigten allerdings Btk/MyD88-doppelt-defiziente Tiere eine gravierende Verstärkung des Btk-vermittelteten B-Zell-Phänotyps. Detaillierte Analysen des Entwicklung der myeloiden aber auch der lymphatischen Linie des hämatopoetischen Systems ergab, dass MyD88 in beide Linienentwicklungsprozesse involviert ist, und zwar in der Antigenunabhängigen Phase der Entwicklung von lymphoiden und myeloiden Zellen. Um weitere Btk-Targets in myeloiden Dendritischen Zellen zu identifizieren, untersuchten wir zunächst die Rolle der Vav-Proteine. Dabei fanden wir eine bislang nicht beschriebene Rolle von Vav3 für die Entwicklung und Funktion von myeloiden Dendritischen Zellen. Außerdem fanden wir einen bisher nicht bekannten Effekt von Vav3 auf die B-Zell-Entwicklung und Funktion. Des Weiteren konnten wir den Effekt von Vav1 auf die Entwicklung von B-Zellen genauer charakterisieren.
Publications
- Mechanisms controlling Hematopoiesis. Hematology, ISBN 979-953-307-516-6; 2012; 1-46
Fiedler, K., Brunner, C.
- The role of transcription factors in the guidance of granulopoiesis. American Journal of Blood Research. 2012; 2: 57-65
Fiedler, K., Brunner, C.
- MyD88 is involved in myeloid as well as lymphoid hematopoiesis independent of the presence of a pathogen. American Journal of Blood Research. 2013; 3: 124-40
Fiedler, K., Kokai, E., Bresch, S., Brunner, C.
