Komposition und Komplexität humaner Gedächtnis-B-Zell-Populationen

Die adaptive Immunität basiert auf der Rezeptorvielfalt durch zufällige Kombination von variablen Rezeptorsegmenten und paarweiser Zusammenlagerung verschiedener Rezeptorketten. Rezeptoren, die spezifisch Antigene erkennen (Antikörper), werden von B-Zellen produziert und als B-Zell-Rezeptoren bezeichnet. Naive B-Zellen wurden als IgM+IgD+ und CD27- definiert, bei Kontakt mit Antigenen werden sie aktiviert, migrieren in die sekundären lymphatischen Organe und bilden dort ein Keimzentrum. Die Gedächtnis-B-Zellen, die das Keimzentrum verlassen, sind CD27+ und können aufgrund des Isotyps ihres B-Zell-Rezeptors in verschiedene Subpopulationen unterteilt werden: klassengewechselte (IgG, IgA oder IgE), IgM-only und IgM+IgD+ B-Zellen. Bei einigen B-Zellpopulationen ist die Zugehörigkeit zu den Gedächtnis-B-Zellen noch nicht final geklärt, entweder aufgrund ihres Isotyps (IgM+IgD+CD27+) oder aufgrund ihrer nicht vorhandenen CD27 Expression (IgG+CD27- / IgA+CD27-). Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Komposition und Komplexität humaner Gedächtnis-B-Zell-Populationen aufzudecken. Zur Klärung dieser Fragen wurde mittels einer Massiv-parallelen-Sequenzierung der variablen Region der schweren Kette des B-Zell-Rezeptors von sortierten IgG+CD27-, IgG+CD27+, IgM+IgD+CD27+ und IgM+onlyCD27+ B-Zellen die klonale Zusammensetzung, Komplexität und Verwandtschaft analysiert. Die Auswertung der Daten ergab, dass 45% der analysierten Sequenzen Klonen zugeordnet werden konnten. 15% bei Spender 1 und 6% bei Spender 2 aller IgM+-Sequenzen wurden Klonen mit IgG+- und IgM+-Mitgliedern zugeordnet. Anhand von Mutationsanalysen konnten Rückschlüsse auf die Dynamik und möglichen Entstehungsszenarios von Gedächtnis-B-Zell-Klonen in Keimzentrumsreaktionen mit spezifischen oder gemischten Subpopulationen gezogen werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Klongröße signifikant mit Klonen aus IgG+- und IgM+-Mitgliedern zusammen hing. Aufgrund gemeinsamer Klone und deren Mutationsmustern konnte gezeigt werden, dass IgM+IgD+CD27+ Gedächtnis-B-Zellen und IgG+CD27+ Gedächtnis-B-Zellen verwandt sind und früher als ihre klassengewechselten Verwandten das gemeinsame Keimzentrum verlassen haben und somit keimzentrumserfahren sind. Durch Mutationsanalysen konnte festgestellt werden, dass ein Großteil der IgG+CD27- B-Zellen mit IgG+CD27+ B-Zellen verwandt sind und die unmutierten IgG+CD27- B-Zellen vermutlich während der primären Fokusreaktion keimzentrumsunabhängig entstehen. Bei reinen IgG+CD27- B-Zell-Klonen wäre es möglich, dass diese aus einer anderen Immunantwort als IgG+CD27+ B-Zellen stammen, aufgrund der unterschiedlichen Verwendung der IgG-Unterklassen, die oft spezifisch für die Natur eines Antigens sind.

Human memory B cells can be subdivided according to the expression of surface Ig and CD27. For IgM+CD27+ B cells, we showed that a fraction of these are early descendants of germinal center (GC) reactions. We want to clarify the size and complexity of the clonal relationship of four memory B cell subsets by next generation sequencing of their Ig rearrangements and determine the dendrographic structure of expanded post-GC-B cell clones. Human splenic marginal zone B cells show an IgM+IgDlowCD27+CD21high phenotype. We aim to clarify the generation of these cells and their specific immunological functions. To this end, transcriptome pattern analysis of five B cell subsets was performed to translate expression differences into functional attributes of specific subsets.

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Schweigle de Reynoso, S., 2015. Komposition und Komplexität humaner Gedächtnis-B-Zell-Populationen.
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