The rat as new model for the analysis of iNKT cell antigen-recognition and function
Final Report Abstract
Die Population der iNKT Lympozyten ist durch ihren besonderen T-Zellantigen-rezeptor (TCR) definiert, der eine weitgehend invariante α-Kette enthält. Dieser erkennt Glykolipide, die von dem MHC Klasse I ähnlichen CD1d Molekül präsentiert werden. Bei einer Reihe von Krankheitszuständen werden iNKT Zellen aktiviert wobei sie sowohl krankheitsverstärkende also auch schützende Funktionen übernehmen können. Funktionell zeichnen sich iNKT Zellen durch eine sehr schnelle Antwort aus bei der ein breites Spektrum von Effektorfunktionen abgerufen wird und im Fall mancher mikrobieller Antigene wie dem α-Galactosylceramid (αGalCer) die gesamte iNKT Zellpopulation aktiviert wird. Im vorliegenden Projekt haben wir erstmals die iNKT T-Zellpopulation der Ratte direkt identifiziert und bei der F344 Ratte erstaunliche Ähnlichkeiten zu humanen iNKT Zellen bezüglich Frequenz, Zelloberflächenmolekülexpression und in vitro Expandierbarkeit gefunden. Letztere wurde genutzt, um ein robustes Protokoll zur massiven ex vivo Expansion von iNKT Zellen zu entwickeln. Dieses steht nun für Zelltransferexperimente bei Krankheitsmodellen zur Verfügung, z.B. in den als Modell für organspezifische Autoimmunerkrankungen dienenden iNKT Zell defizienten LEW-Rattenstamm. Für die iNKT TCR-α Ketten wurde eine Diversität in den Vα14 Gen-kodierten Bereichen und der CDR3α Region analysiert. Mutagenesestudien von Ratten und Maus iNKT TCR ergaben das zwei Positionen (p93 im CDR3α und p68 im HV4α) die CD1d-Antigenbindung modulieren, die bisher nicht als in die Antigenerkennung durch den iNKT TCR involviert galten. Ein Vergleich der in vitro Beladung von löslichen CD1d Molekülen von Ratte, Maus, Mensch und Baumwollratte förderte schließlich unerwartete Effekte von Detergenzien, Speziesunterschieden, Antigenwahl und CD1d-produzierenden Zellen zu Tage, die für die Anwendung von CD1d-Oligomeren bei der iNKT T Zellanayse von Bedeutung sind. Schlussendlich wurde das bei der Analyse der iNKT Zellen der Ratte erworbenen Wissen genutzt, um erstmals das CD1d-iNKT Zellsystem der als Vakzinemodell genutzten Baumwollratte zu charakterisieren sowie einen eine nicht-ANCA assozierte Vaskulitide der kleinen Gefäße (small vessel vasculitis) induzierenden Ratten T Zellklon näher zu charakterisieren. Der Antragsteller wird die im Projekt generierten Reagenzien und die Erfahrungen bei der Analyse des NKT-Zell/CD1d Systems von Ratte und Baumwollratte auch nach Abschluss des Projektes interessierten Wissenschaftlern gerne zur Verfügung stellen.
