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Komposition und Komplexität humaner Gedächtnis-B-Zell-Populationen

Schweigle de Reynoso, Stefanie

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, Stefanie: Komposition und Komplexität humaner Gedächtnis-B-Zell-Populationen. 2015.

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