Funktionelle Analyse humaner reifer CD5+ B-Zellen aus Nabelschnurblut und adultem peripherem Blut

Die immunologische Funktion reifer CD5+ B-Zellen in gesunden Menschen wird immer noch stark diskutiert. Eine erhöhte Anzahl von CD5+ B-Zellen wurde in Autoimmunerkrankungen beschrieben. Darüber hinaus stellen CD5+ B-Zellen den zellulären Ursprung der chronisch lymphatischen Leukämie (CLL) dar, einer malignen Neoplasie von B-Zellen. Durch die Expression des CD5-Oberflächenmoleküls auf B-Zellen wird vermutet, dass CD5+ B-Zellen funktionelle Ähnlichkeiten zu murinen B-1a-Zellen aufweisen können.
Murine B-1a-Zellen sind Antigen-unerfahrene, ontogenetisch frühe B-Zellen, die ohne T-Zell-Hilfe IgM sezernieren können. Dieses „natürliche“ IgM ist polyspezifisch und besitzt gleichzeitig verschiedene Antigenspezifitäten. Dadurch wird eine unspezifische, schnelle und vielseitige Immunreaktion gegen diverse Pathogene ermöglicht bevor das adaptive Immunsystem spezifische Antworten generieren kann. In dieser Arbeit wurden ontogenetisch früh generierte reife CD5+ B-Zellen aus Nabelschnurblut (UCB) isoliert und funktionell mit reifen CD5+ B-Zellen aus adultem peripherem Blut (PB) verglichen.
Einige genannte Eigenschaften für murine B-1a-Zellen konnten für humane reife CD5+ B-Zellen, insbesondere aus UCB, bestätigt werden. Reife CD5+ B-Zellen aus UCB wiesen eine starke „spontane“ IgM-Sezernierung ohne T-Zell-Hilfe auf, wobei eine Korrelation mit einer erhöhten IgM-Produktionsrate ermittelt werden konnte. Des Weiteren konnte festgestellt werden, dass reife CD5+ B-Zellen aus UCB unter unstimulierten Konditionen mehr Transkripte für sezernierfähiges als für membranständiges IgM exprimierten als mit simulierter Aktivierung. Aus der Literatur ist bekannt, dass Plasmazellen eine gespleißte Form des Transkriptionsfaktors XBP1 aufweisen müssen, um Immunglobuline sezernieren zu können. Zur Überprüfung des zugrunde liegenden Mechanismus der „spontanen“ Sezernierung durch reife CD5+ B-Zellen aus UCB und PB wurde die Expression von gespleißtem und ungespleißtem XBP1 analysiert. Es konnte weder die gespleißte noch die ungespleißte XBP1-Form für eine „spontane“ IgM-Sezernierung ohne T-Zell-Hilfe von reifen CD5+ B-Zellen aus UCB, festgestellt werden. Dies deutet auf einen neuen noch unentdeckten XBP1-unabhängigen Mechanismus hin. Außerdem wurde versucht ein IgM-Molekül zu visualisieren und aufzuklären, ob das „natürliche“ IgM bevorzugt als Pentamer oder
als Hexamer vorliegt. Diese Frage konnte auf Grund von Durchführungslimitierungen nicht geklärt werden, jedoch bieten die durchgeführten Versuche Hinweise darauf, dass im Serum aus UCB bevorzugt Hexamere aufzufinden sind.
Zuletzt wurde die immunmodulatorische Rolle von reifen CD5+ B-Zellen aus UCB und PB untersucht. Aus Mausmodellen ist die immunmodulatorische Wirkung von B-1a-Zellen in Form von IRA B-Zellen bekannt. Aus diesem Grund sollte untersucht werden, ob es auch in diesem Punkt Parallelen von murinen B-1a-Zellen zu humanen reifen CD5+ B-Zellen gibt. Humane reife CD5+ B-Zellen weisen eine immunmodulatorische Wirkung auf Monozyten auf. Reife CD5+ B-Zellen aus UCB sezernierten auffällige Mengen M-CSF und andere Zytokine, wie IL-6, MCP-1 oder IFN-γ und unterstützten die Differenzierung von Monozyten hauptsächlich zu M1-Makrophagen.
Zusammenfassend wird durch die erzielten Ergebnisse, die Vermutung, dass humane reife CD5+ B-Zellen, vor allem aus UCB murinen B-1a-Zellen ähneln, unterstützt.

The immunological function of CD5+ B cells in healthy humans has been debated. An increased level of CD5 expressing cells has been associated with autoimmune diseases. In addition, CD5+ B cells represent the cellular origin of chronic lymphocytic leukaemia (CLL), a malignant neoplasia of B cells. CD5 expression on mature B cells in mice is exclusive to B-1a B cells, a murine B cells population with distinct immunological characteristics. Shared CD5 expression suggests potential similarities in immunological functions.
Murine B-1a cells are derived ontogenetically early, antigen-naïve and are capable of secreting IgM independent of B cell activation. Natural IgM is polyspecific for various antigens and contributes to a rather unspecific but fast and flexible immune response against a broad range of pathogens.
In this thesis, human ontogenetically early B cells were isolated from umbilical cord blood (UCB) and compared to mature B cells from peripheral blood of adults (PB).
Certain key characteristics of B-1a B cells could be confirmed for human CD5+ B cells, especially from UCB. In line with a correlation of the IgM section rates, mature CD5+ B cells of UCB produced and spontaneously (without T cell help) secreted IgM. In mature CD5+ B cells from UCB mainly transcript variants of IgM dedicated for secretion could be detected without stimulation which under stimulating conditions more membrane resident IgM was produced. According to literature, plasma cells are depended on the expression of a spliced XBP1-variant in order to secrete immunoglobulins. Neither the spliced nor the full length XBP1 transcript could be detected without T-dependent stimulation. Despite the lack of this signal B cells from UCB were able to secrete IgM. This finding suggests a XBP1-independet mechanism for spontaneous secretion.
Additionally, the IgM molecule was to be visualized to determine whether natural IgM is mainly present as pentameric or hexametric conformation. This question could not be resolved due to technical limitations, but the experimental results suggest a probability to find preferentially hexameric IgM in sera of UCB.
Finally, the immunomodulatory role of mature CD5+ B cells from UCB and PB was elucidated. So called IRA B cells, a population derived from murine B-1a B cells, has a known immunomodulatory effect in mice. Therefore, these functions should be analysed for human mature CD5+ B cells. Here, we show that human mature CD5+ B cells indeed have a modulatory influence on monocyte differentiation. Mature CD5+ B cells from UCB secreted increased levels of M-CSF, IL-6, MCP-1 and IFN-γ and thereby supported differentiation of monocytes mainly into M1 macrophages.
Summing up this work, the findings support the hypothesis that human mature CD5+ B cells, especially from UCB resemble murine B-1a cells.

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