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B-cell phenotypes and BCR clonality in the human gut-liver axis : a tissue-specific analysis
2025 & 2026
Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2026
Genehmigende Fakultät
Fak10
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-10-14
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-10597
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1023245/files/1023245.pdf
Einrichtungen
Projekte
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
B-cell receptor repertoire (frei) ; B-cells (frei) ; gut-liver axis (frei) ; immunology (frei) ; plasma cells (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610
Kurzfassung
Der Gastrointestinaltrakt ist durch die Nahrungsaufnahme enormen Mengen potenziell schädlicher Antigene ausgesetzt. Die Immunantwort des Darms in präziser Interaktion mit der Leber verhindert, dass Krankheitserreger in den systemischen Kreislauf gelangen. B-Zellen spielen bei dieser Abwehr eine wichtige Rolle. Obwohl B-Zellen im Darm ausgiebig untersucht worden sind, fehlen diese Untersuchungen für die hepatische B-Zell Population. Unser Ziel war daher, den Phänotyp und das Repertoire der B-Zellen in diesen beiden Organen, sowohl unter normalen als auch in erkrankten Bedingungen zu charakterisieren. Unsere Analyse ergab, dass hepatische B-Zellen sich sowohl in der Verteilung der Subtypen als auch in der Expression der Rezeptoren CCR9 und Integrin beta 1, welche mit der Zellmigration assoziiert sind, von denen in Darm und Blut unterscheiden. Interessanterweise stellten wir fest, dass Plasmazellen in Leber und Darm keine geteilten Klone aufweisen. Zudem konnten wir zeigen, dass es während der Progression der nicht-alkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD), keine wesentlichen Unterschiede im Phänotyp oder im Repertoire der B-Zellen im Darm gibt. Außerdem konnten wir den geringeren Anteil von Gedächtnis-B-Zellen bei Patienten mit Leberzirrhose bestätigen. Wir konnten diese Reduktion auch in der Bauchhöhle beobachten und wiesen nach, dass die Veränderungen bei Patienten mit schlechter Prognose stärker ausgeprägt waren. Wir beobachteten außerdem eine verminderte Expression des B-Zell-aktivierenden Faktor Rezeptors (BAFFR) bei erkrankten Patienten. Wir vermuten, dass hepatische Plasmazellen eine kleine, aber gewebespezifische Population darstellen, die möglicherweise spezielle Funktionen bei der Immunantwort in der Darm-Leber Achse ausübt. Obwohl wir gezeigt haben, dass es keine signifikanten Unterschiede im Phänotyp oder im Repertoire in den Stadien von NAFLD gibt, kann unsere Analyse die Rolle der intestinalen B-Zellen bei der Entwicklung und Progression nicht ausschließen. Schließlich konnten wir die veränderte Verteilung der B-Zell Subtypen bei Zirrhose-Patienten bestätigen. Unsere Beobachtung der verminderten Expression von BAFFR könnte dazu beitragen, den Grund für die Reduktion der Gedächtnis B-Zellen zu ermitteln. Zusammengefasst trägt unsere detaillierte Charakterisierung der B-Zellen in der menschlichen Darm-Leber-Achse zu einem tieferen Verständnis der Interaktion dieser beiden Organe bei und bietet daher neue Ansätze für weitere Studien.The gastrointestinal tract is constantly exposed to enormous amounts of potentially harmful antigens through dietary intake and the microbiota. Therefore the immune response of the gut in precise coordination with the liver is critical to prevent pathogens from entering the systemic circulation. B-cells play an important role in this defense, and although the intestinal B-cell properties has been studied to some extent, only limited information is available on the human hepatic B-cell compartment. To obtain a complete picture, we performed an in-depth phenotypic and repertoire analysis of B-cells in the human gut-liver axis, both under normal conditions and in diseases known to involve interactions between these two organs. Our analysis revealed that the distribution of B-cell subsets and the expression of markers associated with cell migration, particularly CCR9 and integrin beta 1, differed in hepatic B-cells from their intestinal and blood counterparts. In addition, we found that plasma cells of the liver and intestine did not exhibit clonal sharing. By extending the analysis to non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), we observed no major differences in both the phenotype and repertoire of intestinal B-cells at different disease stages. Finally, we confirmed the impairment of the B-cell compartment with a reduction of memory B-cells in patients with liver cirrhosis. We extended these observations to the B-cells of the peritoneal cavity and demonstrated that these alterations were more pronounced in patients with poor clinical outcome. In addition, we found a decreased expression of the B-cell-activating factor receptor (BAFFR) in diseased patients. Our results thus provide new insights into B-cells in the human gut and liver. We suggest that hepatic plasma cells represent a small but tissue-specific population that potentially performs specific functions in the gut-liver axis. Although we showed that there is no significant phenotypic or repertoire difference in the different stages of NAFLD, our analysis cannot exclude the role of intestinal B-cells in the development and progression. Finally, we were able to confirm the alterations in the B-cell subsets in cirrhotic patients. Our observation of decreased expression of BAFFR could also help to determine the reason for the decreased memory B-cell population. In conclusion, our detailed characterization of B-cells in the human gut-liver axis contributes to a deeper understanding of the interaction of these two organs, both in a healthy immune response and under dysregulated conditions associated with chronic liver disease, and thus provides new approaches for further studies.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT031403678
Interne Identnummern
RWTH-2025-10597
Datensatz-ID: 1023245
Beteiligte Länder
Germany
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