Phenotypic and functional charakterization of chicken natural killer cells
Final Report Abstract
Das Ziel dieses Projektes war die phänotypische und funktionelle Charakterisierung von Lymphozyten mit NK-Zellfunktion beim Haushuhn. Dazu wurden mehrere Genfamilien im Hühnergenom identifiziert, die potentiell eine Rolle als NK-Zellrezeptoren spielen. Gegen die entsprechenden Gene (CRTAM, CD244) wurden nach Klonierung spezifische mak hergestellt und diese zur Färbung von Leukozyten aus verschiedenen Geweben in Kombination mit bekannten Markern eingesetzt, um so möglichst ein umfassendes Bild der Rezeptorexpressionsmuster zu erhalten. Auch bereits vorher produzierte mak gegen verschiedene CHIR und andere, potentielle NK Zellrezeptoren wurden miteinbezogen. Durch diese Versuche stellten sich grundlegende Unterschiede der NK-Zellverteilung und deren Rezeptorexpression beim Huhn im Vergleich zum Säuger heraus. NK-Zellen finden sich beim Huhn in großer Menge nur im intestinalen Epithel. Außerdem findet sich eine niederfrequente CD4+ NK-Zell-ähnliche Population im Blut. Im Darm finden sich zwei große Lymphozytenpopulationen, die CD25+ NK-Zellen und die CD3+ γδ T-Zellen. Während der mak gegen CD244 auf intestinalen und embryonalen NK Zellen, aber auch auf αβ und γδ T Zellen, Monozyten und Thrombozyten exprimiert wurde, gibt es bei dem mak gegen CRTAM keinen Hinweis auf die Expression in NK Zellen, sondern nur auf aktivierten T-Zellen. Zusammenfassend gibt es momentan nicht einen ganz spezifischen Hühner NK-Zellmarker, sondern man kann die Zellen nur je nach Gewebe mit unterschiedlichen Markerkombinationen eindeutig identifizieren. Interessanterweise konnten wir in der Milz keine NK-Zellen nachweisen. Die in Milzzellen nachweisbare spontane Zytotoxizität wird von γδ T Zellen vermittelt. Sowohl in der Milz, als auch im Darm führt die Inkubation der γδ T Zellen mit den Zytokinen IL-2 und IL-12 zu einer starken Zunahme der Zytotoxizität. Dies gilt auch für die NK-Zellen des Darmes. Andere getestete Zytokine zeigten keine Wirkung auf die Zytotoxizität der Zellen. IL-2 und IL-12 induzierten zudem eine selektive Proliferation von γδ T Zellen aus der Milz, während kein Effekt auf die Proliferation in Zellen aus Blut und Darm nachweisbar war. Durch unsere Arbeiten konnte die enge Verwandtschaft von NK- Zellen und γδ T Zellen beim Huhn gezeigt werden. Bisher war es nicht bekannt, dass γδ T Zellen für die spontane, MHC unabhängige Zytotoxizität verantwortlich sind. Da γδ T Zellen beim Huhn im Gegensatz zur Maus hochfrequent sind, ist es naheliegend zu postulieren, dass γδ T Zellen als Teil des angeborenen Immunsystems wichtige Abwehrfunktionen erfüllen, die bei der Maus durch NK-Zellen übernommen werden. Die enge Verwandtschaft zwischen γδ T Zellen und NK-Zellen wurde zusätzlich durch die Reaktivität auf dieselben Zytokine und die geteilte Expression verschiedener Oberflächenmarker, etwa CD244 bestätigt. Letztlich konnten wir ein zukunftsweisendes Zellkultursystem entwickeln, mit dem wir erstmals in der Lage sind γδ T Zellen langfristig in vitro zu expandieren.
Publications
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2014. Chicken SLAMF4 (CD244, 2B4), a receptor expressed on thrombocytes, monocytes, NK cells, and subsets of αβ-, γδ T-cells and B cells binds to SLAMF2. Dev. Comp. Immunol. 42:159
Straub, C. Viertlboeck, B.C. Göbel, T.W.
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2015. Identification of a novel chicken CD4+ NK cell population in blood. Dev. Comp. Immunol. 49:72
Viertlboeck, B.C., Neulen, M.-L., Göbel, T.W.
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2017. γδ T cells represent a major spontaneously cytotoxic cell population in the chicken. Dev. Comp. Immunol. 73:175
Fenzl, L., Göbel, T.W., Neulen, M.L.
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2018. Characterisation of chicken OX40 and OX40L Dev. Comp. Immunol. 82:128
Scherer, S., Göbel, T.W.
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2018. Chicken IL-17A is expressed in αβ and γδ T cell subsets and binds to a receptor present on macrophages, and T cells. Dev. Comp. Immunol. 81:44
Walliser, I., Göbel, T.W.
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2018. Identification of chicken GITR and GITRL, proof of their mutual interaction and analysis of chicken GITR tissue distribution by a novel antibody that reveals expression on activated T cells and erythrocytes. Immunohorizons 2 (10) 324-337
Scherer, S., Huhle, D., Göbel, T.W.
