Die Bedeutung der zytoplasmatischen Domäne des Adhäsionsmoleküls ß7-Integrin für das Adhäsions- und Migrationsverhalten von Lymphozyten

Frisch, Isabell Dorothee; Wagner, Norbert; Strnad, Pavel

doi:43908

Die Bedeutung der zytoplasmatischen Domäne des Adhäsionsmoleküls ß7-Integrin für das Adhäsions- und Migrationsverhalten von Lymphozyten = The importance of the cytoplasmatic domain of the adhesion molecule β7-integrin for adhesion and migration behaviour of lymphocytes

Frisch, Isabell Dorothee^RWTH*

2024

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Isabell Dorothee Frisch

ImpressumAachen 2024

Umfang98 Seiten : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2024

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Wagner, Norbert (Thesis advisor)^RWTH* ; Strnad, Pavel (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-12-16

Online
URL: https://digitale-objekte.hbz-nrw.de/storage2/2025/03/31/file_9/9857287.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Adhäsion (frei) ; CED (frei) ; DR-Mutation (frei) ; IBD (frei) ; Migration (frei) ; cytoplasmic domain of integrins (frei) ; zytoplasmatische Domäne von Integrinen (frei) ; Δ34-Mutation (frei) ; β7-Integrin (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
β7-Integrin kommt eine wichtige Bedeutung als Angriffsziel in der Behandlung von CED beim Menschen zu. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Funktion spezifischer Regionen in der zytoplasmatischen Domäne von β7-Integrin zu ermitteln. Dazu erfolgte eine vergleichende Analyse von zwei Mausmutanten (Δ34, DR), die Mutationen in verschiedenen Bereichen des Gens tragen, mit WT-Mäusen und β7-Integrin-defizienten Mäusen mittels in vitro und in vivo Studien. Die Δ34-Mutation führt zur Deletion des distalen Teils der zytoplasmatischen Domäne. T-Lymphozyten mit Δ34-Mutation wiesen eine geringere Oberflächenexpression von β7-Integrin auf, verhielten sich jedoch in der in vitro Adhäsion wie WT-Lymphozyten. Bei in vivo Migrationsstudien zeigten diese Lymphozyten hingegen eine signifikante Reduktion der Einwanderung in die PP und eine leicht reduzierte Migration in die LP im Vergleich zu WT-Lymphozyten, migrierten aber signifikant besser ein als Lymphozyten aus β7-Integrin-defizienten Mäusen. Eine Analyse der in die PP immigrierten Donorlymphozyten mit Δ34-Mutation zeigte, dass es im Vergleich zu WT-Lymphozyten zu einer Verringerung des B/T-Zell-Verhältnisses kam. Dieser Befund ähnelte dem der β7-Integrin-defizienten Lymphozyten, wo die Verringerung des Verhältnisses von eingewanderten B/T-Zellen signifikant war. Während β7-Integrin-defiziente Mäuse eine signifikante Verkleinerung der PP aufwiesen, auf 10-20% der Originalgröße, waren die PP von Mäusen mit Δ34-Mutation nur geringfügig reduziert. Die DR-Punktmutation sollte eine aktivere Konformation des Integrinrezeptors bewirken. T-Lymphozyten von Tieren mit DR-Mutation wiesen gegenüber WT-Lymphozyten eine deutlich verringerte Oberflächenexpression von β7-Integrin auf, zeigten jedoch keinen Unterschied im in vitro Adhäsionsverhalten, was auf eine gesteigerte Rezeptoraffinität hindeutet. Die in vivo Migrationskapazität von Lymphozyten mit DR-Mutation in die PP war signifikant niedriger als die von WT-Lymphozyten, jedoch signifikant erhöht im Vergleich zu β7-Integrin-defizienten Lymphozyten. Eine Analyse der in die PP immigrierten Donorlymphozyten mit DR-Mutation zeigte, dass es im Vergleich zu β7-Integrin-defizienten Lymphozyten zu einem Anstieg der B/T-Zellverhältnisses kam. Die DR-Mutation schien vorwiegend zu einer Verringerung der T-Zell-Immigration zu führen, während sich die Komplettmutation noch stärker auf die B-Zell-Migration auswirkte. Außerdem zeigte sich bei der Vermessung der PP, dass Mäuse mit DR-Mutation signifikant kleinere PP besaßen als WT-Mäuse, was auf eine gestörte De-adhäsion des scheinbar konstitutiv-aktivierten β7-Integrin-Rezeptors zurückführbar wäre. Die hier durchgeführten Studien tragen zu einem besseren Verständnis der β7-Integrin vermittelten Zellmigration bei. Dieses Verständnis ist eine Voraussetzung zur Entwicklung neuer therapeutischer Strategien u. a. zur Behandlung chronisch entzündlicher Darmerkrankungen.

β7-integrin is important as a target in the treatment of humans with chronic inflammatory bowel disease. The aim of this work was to determine the function of specific regions within the cytoplasmatic domain of β7-integrin. Therefore a comparing analysis of two mice mutants (Δ34, DR), which carry mutations in different areas of the gene, with wildtype mice and β7-integrin-deficient mice was implemented by means of in vitro and in vivo studies. The Δ34 mutation leads to the deletion of the distal part of the cytoplasmatic domain. T-lymphocytes with Δ34 mutation exhibited a lower surface expression of β7-integrin, but behaved just like wildtype lymphocytes in in vitro adhesion. However in in vivo migration assays these lymphocytes showed a significant reduction in migration into the peyer`s patches and a mildly reduced migration into the lamina propria in comparison to wildtype lymphocytes, but migrated significantly better therein than lymphocytes of β7-integrin-deficient mice. An analysis of the migrated donor lymphocytes into peyer`s patches with Δ34-mutation showed that it came to a decrease of the b/t-cell ratio in comparison to wildtype lymphocytes. This result was similar to the one of β7-integrin-deficient lymphocytes, where the decrease of the ratio of immigrated b/t-cells was significant. While β7-integrin-deficient mice exhibited a significant diminution of the peyer`s patches to 10-20% of the original size, the peyer`s patches of mice with Δ34-mutation were only slightly reduced in size. The DR point mutation should cause a more active conformation of the integrin receptor. T-lymphocytes of animals with DR mutation showed a clearly lowered surface expression of β7-integrin towards wildtype lymphocytes, but did not show any differences in in vitro adhesion behaviour, which indicates an enhanced receptor affinity. The in vivo migration capacity of lymphocytes with DR mutation into the peyer`s patches was significantly more degraded than the one of wildtype lymphocytes, though significantly elevated compared to β7-integrin-deficient lymphocytes. An analysis of the donor lymphocytes with DR mutation which, immigrated into the peyer`s patches, showed an increase in b/t-cell ratio in comparison to β7-integrin-deficient lymphocytes. The DR mutation predominantly appeared to lead to a reduced t-cell immigration, while the complete mutation had an even higher impact on b-cell migration. Moreover revealed the measurement of the peyer`s patches, that mice with DR mutation possesed significantly smaller peyer`s patches than wildtype mice, which affiliates to a disrupted de-adhesion of the seemingly constitutive-active β7-integrin-receptor. These carried out studies contribute to a better understanding of the β7-integrin provided cell migration. This understanding is a condition for the development of new therapeutic strategies among other things for the treatment of chronic inflammatory bowel disease.

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