Charakterisierung der Lymphozytenentwicklung in rekombinanten Mäusen mit induzierbarer Rag1-Expression
Final Report Abstract
Rekombinante Mäuse haben wesentlich zum Verständnis der Physiologie der Antikörperproduzierenden B-Zellen beigetragen. Allerdings besteht bei konventionellen rekombinanten Mäusen das Problem, dass sich die genetische Manipulation sowohl auf die fötale Phase als auch auf die adulte Phase der Entwicklung dieser Zellen auswirkt. Wir haben deshalb eine Maus generiert, in der die Lymphozyten- bzw. die B-Zellentwicklung in den adulten Tieren angeschaltet werden kann. Dazu haben wir das „Rekombination Activating Gene 1“ (Rag1), das für die Rekombination der Antigen-spezifischen Rezeptoren und damit für die Lymphozytenentwicklung essentiell ist, durch homologe Rekombination in ES-Zellen invertiert. Dabei wurde Rag1 so mit den Rekombinasemotiven loxP flankiert, dass bei Anwesenheit der Rekombinase Cre, Rag1 in eine aktive Transkriptionseinheit zurückverwandelt wird. Der Mausstamm wurde Indu-Rag1 genannt. Wichtig war es daraufhin eine Maus zu finden, in der die Cre-Rekombinase aktivierbar und B-Zell-spezifisch exprimiert wurde, ohne dass es zu einer spontaner Aktivierung kommt. Mit der MerCreMer- Maus, bei der Cre am N- und C-Terminus mit einem mutierten Östrogenrezeptor fusioniert wurde, wurde eine derartige Maus gefunden. Der mutierte Östrogenrezeptor bindet schwach an Östrogen, dafür sehr viel stärker an das Östrogenanalog Tamoxifen. Dadurch kann das System auch in weiblichen Tieren verwendet werden. Mit diesen Mäusen sollte zunächst eine Frage aus der B-Zellbiologie beantwortet werden, die seit langer Zeit kontrovers diskutiert wurde. B-Zellen lassen sich in verschiedenen Subpopulationen einteilen, hauptsächlich in B1a-, B1b- und B2-Zellen. B1-Zellen besitzen ein limitiertes Antikörperrepertoire und können sehr schnell auf Anregung durch Antigen reagieren, während B2-Zellen dazu eine gewisse Zeit benötigen, dafür aber mit einer exquisiten Spezifität reagieren und für das B-Zell-Gedächtnis verantwortlich sind. Es wurde behauptet, dass sich B1a-Zellen, die hauptsächlich in den Körperhöhlen aber auch in der Milz zu finden sind, nur in der fötalen Leber entwickeln können, während B1b-Zellen, die ebenfalls die Körperhöhlen besiedeln, im neonatalen Knochenmark entstehen sollten. B2- Zellen schließlich entstehen im adulten Knochenmark, das B1a- und B1b-Genese nicht mehr unterstützen kann. Die alternative Hypothese besagte, dass nur die Antigenspezifität und die Stärke der Signale, die auf die B-Zellen einwirken darüber entscheiden, ob eine B-Zelle eine B1-oder B2-Zelle wird. Mit dem Indu-Rag 1x MerCreMer Mausstamm konnten wird nun zeigen, dass das adulte Knochenmark tatsächlich noch die Fähigkeit besitzt, B1-Zellen zu generieren. Durch die orale Verabreichung von Tamoxifen wurde eine Welle der B-Zellentwicklung ausgelöst, die sich an das bekannte Schema der B-Zellentwicklung hielt. Mehrere Verabreichungen führten zu einer Akkumulierung von B-Zellen, die einen signifikanten Anteil von B1-Zellen enthielten. Durch funktionelle Tests und Tests gewisser Antikörperspezifitäten, die nur mit B1a-Zellen assoziiert sind, konnte die Natur der B-Zellen als B1a-Zellen eindeutig belegt werden. Mit diesem System soll nun getestet werden, ob adultes Knochenmark auch unter physiologischen Bedingungen einen Beitrag zum B1-Zellpool leistet. Ferner sollen weitere Mäuse verwendet werden, mit denen eine generelle Lyphozytenentwicklung bzw. eine T-Zellentwicklung induziert werden kann.
Publications
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