Die Transkriptionsfaktoren der NFAT-Proteinfamilie (Nuclear Factor of Activated T cells, NFATc1-4) sind an entscheidender Stelle in die Regulation des Zellzyklus, des programmierten Zelltodes und der Kanzerogenese involviert. NFATc1 nimmt innerhalb dieser Familie eine Sonderrolle ein, da dessen Aktivität auch durch eine stark induzierbare Expression gesteigert werden kann. Dies ist insbesondere für die Differenzierung und Funktion von T- und B-Lymphozyten von Bedeutung. Weiterhin ist NFATc1 für die Muskel- oder Herzentwicklung notwendig. Eine Reihe von Arbeiten belegen darüber hinaus eine Beteiligung dieses Transkriptionsfaktors an der Entstehung von Leukämien und Lymphomen. Während klassische Hodgkin-Lymphome allerdings durch eine abgeschaltete NFATc1-Expression gekennzeichnet sind, wird für T-ALL (Akute Lymphatische Leukämie der T-Zelle) eine Überexpression beschrieben. Die Kernlokalisation dieses Transkriptionsfaktors erfolgt nach Dephosphorylierung des zytoplasmatischen Proteins durch die Phosphatase Calcineurin. Deren Phosphataseaktivität wird durch einen Anstieg des intrazellulären Ca++-Spiegels aktiviert. Inwiefern die Calcineurin-abhängige Kerntranslokalisation den einzigen Aktivierungsmechanismus für NFAT-Faktoren darstellt, ist noch nicht eindeutig geklärt. Nach optimaler Aktivierung von T- bzw. B-Zellen ist die kurze, induzierbare Isoform NFATc1/A das Hauptprodukt des NFATc1-Gens. In dieser Arbeit wurden für die gezielte Deletion des NFATc1-Gens in der Maus zwei verschiedene konditionelle Systeme verwandt. Hierzu wurden Tiere, die ein mit „flox“-Sequenzen versehenes drittes Exon des NFATc1-Gens in der Keimbahn tragen, mit verschiedenen Cre-Rekombinase expremierenden Linien verkreuzt. Der Verlust funktionellen NFATc1-Proteins erfolgt dann früh in der B-Zell-Differenzierung im Knochenmark (Cd79a/mb-1-cre x Nfatc1flx/fl) bzw. in reifen B-Zellen (Cd23-cre x Nfatc1flx/flx). Während in keiner dieser Linien signifikante Defekte in der Differenzierung “konventioneller B2” B-Lymphozyten beobachtet wurden, hatte die frühe Inaktivierung des NFATc1-Gens im Knochenmark den Verlust der B1a-Zell-Population im Peritoneum zur Folge. In vitro zeigten NFATc1-/--B-Zellen aus der Milz nach Aktivierung über den B-Zell-Rezeptor deutliche Defekte in der Zellteilung bei einer gleichzeitigen Zunahme des aktivierungsinduzierten Zelltodes (AICD, activation induced cell death). Die vergleichende Transkriptomanalyse identifizierte wichtige Gene des Ca++/Calcineurin-Signalweges als NFATc1-Zielgene und mitverantwortlich für die Proliferationsdefekte. In NFATc1-defizienten B-Zellen konnte Re-Expression von NFATc1 in geringer Konzentration den aktivierten Zelltod inhibieren, wohingegen hohe Konzentrationen diesen noch weiter förderten. Zusammengenommen lässt sich daher schließen, dass NFATc1 entscheidend an der Kontrolle von Proliferation und Zelltod peripherer B-Lymphozyten beteiligt ist. Eine weitere wichtige Funktion kommt NFATc1 beim Klassenwechsel im Immunglobulin-Lokus zu. In den untersuchten Mäusen war die IgG3-Produktion nach Immunisierung mit NP-Ficoll (einem T-Zell-unabhängigen Antigen des Typs II) deutlich reduziert, wenn das NFATc1-Gen in den B-Lymphozyten funktionslos war. Auch die Bildung von IgG3+-Plasmablasten war gehemmt. Zu ähnlichen Ergebnissen führten Untersuchungen an isolierten B-Lymphozyten in einem in vitro Klassenwechsel-Modell. Demgegenüber zeigten Immunisierungen der Tiere mit NP-KLH (einem T-Zell-abhängigen Antigen) keine signifikanten Abweichungen im Klassenwechsel. Zusammengefasst zeigen diese Daten die große Bedeutung des Transkriptionsfaktors NFATc1 für das Überleben und die Funktion peripherer B-Lymphozyten. / The Nuclear Factors of Activated T cells (NFATs) are critical transcription factors playing major roles in the control of the cell cycle, apoptosis and, probably, also cancerogenesis. Of all the four genuine NFATc family members, NFATc1 has the unique induction property which appears to be essential for T and B cell development, along with its considerable role in cytokine gene expression and function in non-lymphoid tissues and during organ development (such as in the development of muscle and heart cells). A number of studies have proved the potential role of NFATc1 protein in development of lymphomas and leukemias and provided evidence of differential expression of the same gene in different tumours (Suppression in classical Hodgkin lymphomas but overexpression in T-ALLs). Although the most commonly accepted pathway is the dephosphorylation of NFAT by calcineurin upon a rise in intracellular Ca++ leading to nuclear translocation followed by transcription of Il2 gene and related cytokines, it is quite possible that signaling mechanisms other than (or in addition to) calcineurin activation lead to NFATc1 induction as well. One of the major isoforms of NFATc1, NFATc1/αA, is the short inducible factor, produced upon full T and B cell activation. Here we used two different conditional knock-out mice as our study model. Inactivation of the murine Nfatc1 gene in bone marrow (of Cd79a/mb-1-cre x Nfatc1flx/flx mice) and spleen (of Cd23-cre x Nfatc1flx/flx mice) resulted in complete ablation of NFATc1 expression in splenic B cells. Although no severe developmental defects were found for the generation of ‘conventional’ B2 cells, NFATc1 inactivation in bone marrow B-cells led to a strong decrease in the peritoneal B1a cell population. In-vitro studies showed a clear-cut decrease in proliferation and an increase in Activation Induced Cell Death (AICD) of NFATc1-/- splenic B cells upon BCR stimulation. While NFATc1 appears to control directly the AICD of peripheral B cells, further studies revealed an effect of NFATc1 on proliferation by a sustained differentiation program controlling Ca++ flux and calcineurin activity which are needed to maintain transcription and proliferation of primary B cells. Re-expression of NFATc1 at a low dose could protect cells against AICD, whereas at a higher dose it initiated AICD. These data suggest an important dual role of NFATc1 in controlling proliferation and apoptosis of peripheral B lymphocytes. NFATc1 ablation also impaired the Ig class switch to IgG3 by T cell-independent (TI) type II antigens and impaired IgG3+ plasmablast formation when studied in-vivo by NP-Ficoll immunization or in-vitro using an in-vitro class-switch model. Contrary to the immunizations with TI-type II antigen, no significant differences were documented in Ig class switch upon immunization with NP-KLH, a T-cell dependent (TD) antigen. Taken together, the data indicate NFATc1/αA as a crucial player in the activation and function of splenic B cells upon BCR stimulation. Missing or incomplete NFATc1/αA induction appears to be one reason for the generation of B cell unresponsiveness, whereas uncontrolled NFATc1/αA expression could lead to unbalanced immune reactions and autoimmune diseases.

Würzburg, Universiẗat, Diss., 2005.

B Zellen sind die zellulären Träger einer gegen Infektionserreger gerichteten, humoralen und protektiven Immunität. In der Entstehung von Autoimmunerkrankungen und in der Aufrechterhaltung von chronischen Entzündungen scheint diesen Zellen eine entscheidende Rolle zuzukommen. In dieser Arbeit wurden in B Zellen von Patienten mit rheumatischen Erkrankungen molekulare Mechanismen untersucht, die es der B Zelle außerhalb des Knochenmarkes erlauben, ihre Rezeptorspezifität zu verändern. Ein solcher Vorgang könnte Verschiebungen des Immunglobulinrepertoires in Richtung Autoreaktivität erklären. / B cells represent the cellular basis for humoral protective immunity. These cells seem to play an important role in the induction of autoimmune diseases as well as in the amplification of chronic inflammation. This work analysed molecular mechanisms in B cells of patients with rheumatic diseases, which might enable these cells to alter their B cell receptor specificity outside the bone marrow. This process might explain changes in the immunoglobulin repertoire towards autoreactivity.

Die Stimulation von Lymphozyten durch alleinige Quervernetzung ihrer Antigenrezeptoren führt in Abhängigkeit von der Signalstärke zur Induktion von Apoptose. Dieser Prozess spielt im Rahmen der negativen Selektion von B-Zellen eine wichtige Rolle und kann am Beispiel von WEHI 231 Zellen, einer murinen Lymphomzelllinie modellhaft nachempfunden werden. Die Quervernetzung des B-Zellrezeptors (BZR) in WEHI 231 Zellen führt in Abhängigkeit von der Prozessierung der mitochondrialen Caspase 9 zu Apoptose. Dies kann durch Überexpression des antiapoptotischen Bcl-2 Familienmitglieds A1 verhindert werden. Interessanterweise besitzt A1 im Gegensatz zu Fast allen anderen Bcl-2 Proteinen keinen C-terminalen Bereich, der das Protein in intrazelluläre Membranen wie Mitochondrien und Endoplasmatisches Retikulum verankert. Ob und gegebenenfalls welche Bedeutung das C-terminale Ende für das Protein und dessen Funktion hat wurde in dieser Arbeit untersucht. Eine C-terminale Deletionsmutante wies im Vergleich zum Wildtyp eine höhere Proteinstabilität auf. Die Fusion der letzten 35 Aminosäuren von A1 an eine enzymatisch inaktive Form von Caspase 3 führte zu einem sehr instabilen chimären Protein. Somit scheint der C-Terminus von A1 sowohl notwendig als auch hinreichend für die kurze Halbwertszeit des Proteins zu sein. Die meisten kurzlebigen Proteine werden über den proteasomalen Signalweg degradiert. Dies scheint auch für A1 zu gelten, da seine Halbwertszeit durch den Einsatz eines Proteasomeninhibitors verlängert wurde. In Koexpressionsstudien konnte zudem eine Ubiquitylierung von A1 beobachtet werden, welche bei der stabileren A1 Mutante stark reduziert war. A1 ist jedoch nicht immer instabil. In Anwesenheit des „BH3-only“ Proteins Bim, das A1 direkt binden kann, wird die Halbwertszeit von A1 enorm erhöht. Die antiapoptotische Funktion von A1 scheint sich jedoch nicht nur auf die Neutralisation durch bloße Bindung zu beschränken, da die Deletionsmutante trotz vergleichbarer Interaktion mit Bim einen sehr viel geringeren Schutz gegen Etoposid vermittelter Apoptose verlieh. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass das antiapoptotische Bcl-2 Familienmitglied A1 eine sehr kurze Halbwertszeit besitzt und das der C-Terminus nicht nur die Stabilität sondern auch die antiapoptotische Schutzfunktion für das Protein vermittelt. / The strong stimulation of lymphocytes through their antigen receptors leads to the induction of apoptosis unless a costimulatory signal is provided. This process plays an important role in the negative selection of B-lymphocytes and can be mimicked in the immature murine lymphoma cell line WEHI 231. Engagement of the B-cell receptor (BCR) on WEHI 231 cells leads to apoptosis via a pathway that requires the processing of mitochondria-dependent caspase 9. This can be prevented by overexpression of the antiapoptotic Bcl-2 family member A1. In contrast to most Bcl-2 proteins, A1 does not contain a C-terminal region which recruits it to intracellular membranes of the mitochondria or endoplasmatic reticulum. The aim of this thesis was to investigate the function of the A1 C-terminus. Deleting the C-terminus increased the stability of A1 whereas fusing the last 35 amino acids of A1 onto an enzymatically-inactive caspase 3 mutant leads to a highly unstable chimeric protein. It therefore appears that the C-terminus is responsible for A1´s short half-life. Most short-lived proteins are degraded via the proteasomal pathway. It is likely A1 is also degraded via the proteasomal pathway, since its half-life was increased in the presence of a proteasomal inhibitor. Furthermore, coexpression studies showed a strong ubiquitylation of A1, which was greatly reduced in the stable truncated variant of A1. However, A1 is not always unstable. In the presence of the ”BH3-only“ protein Bim, a direct interaction partner of A1, the half-life of A1 was strongly increased. The antiapoptotic function of A1 can not just be mediated by the binding and neutralising of proapoptotic partners such as Bim because the C-terminal deletion mutant, which can also interact with Bim, fails to protect cells from etoposide-induced apoptosis. Taken together these results show that the Bcl-2 family member A1 has a very short half life and that the C-terminus is not only responsible for its rapid turnover but also for the antiapoptotic function of the protein.

Bis heute sind über 50 Chemokine und fast 20 Chemokinrezeptoren identifiziert. Dennoch gibt es Chemokine und Chemokinrezeptoren, deren zugehörige Rezeptoren bzw. Liganden noch nicht bekannt sind. PARC (=CCL18) ist ein ausschließlich in Primaten nachgewiesenes, bisher nur wenig charakterisiertes, im Organismus jedoch weit verbreitetes Chemokin, für das bisher noch kein Rezeptor beschrieben wurde. Die Wirkung dieses Chemokins wurde bisher vor allem an T Lymphozyten nachgewiesen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung von PARC auf B-Lymphozyten und das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12. Dabei wurden B-Zellen von CLL Patienten sowie mehrere standardisierte B-Zelllinien als Untersuchungsgut verwendet. In funktionellen Assays (Kalziummobilisation, Aktinpolymerisation und Chemotaxis) wurde die Wirkung von PARC auf diese Zellen charakterisiert. Untersuchungen zu beteiligten Signalkaskaden wurden durch Einsatz von spezifischen Inhibitoren (Pertussis-Toxin) und mittels Western Blot durchgeführt. Weiterhin wurde das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12 bei den verschiedenen B Lymphozyten mittels Antikörperfärbung und RT-PCR sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene nachgewiesen. Der Nachweis der genauen Lokalisation des Rezeptors in der Zelle erfolgte mittels Immunfluoreszenzcytologie. Abschließend wurde vergleichend das Vorkommen des DRY12 im Lymphknoten von CLL-Patienten und gesunden Spendern untersucht. PARC löst bei den B-Zellen der CLL-Patienten die Polymerisation von Aktin aus. Es induziert jedoch keine gerichtete Migration der Zellen. PARC wirkt auf die in dieser Arbeit untersuchten B-Zellen also nicht als Chemokin im klassischen Sinne. Seine Wirkung besteht möglicherweise in einem synergistischen Effekt, indem es im Zusammenspiel mit anderen Faktoren die Migration der Zellen beeinflusst. Weiterhin wäre denkbar, dass PARC das Verhalten von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen beeinflusst. Die beteiligte Signalkaskade beinhaltet ein Pertussis-Toxin-sensitives Gi-Protein und die Aktivierung der p42/44-MAP Kinase. Ein intrazellulärer Einstrom von Ca2+ spielt bei der Wirkungsvermittlung von PARC keine Rolle. Der putative PARC-Rezeptor DRY12 konnte bei verschiedenen B-Zellen in unterschiedlicher Intensität nachgewiesen werden. Die Expression des DRY12 scheint sowohl auf Ebene der mRNA als auch auf Proteinebene durch multiple Faktoren reguliert zu sein. Dazu gehören z.B. der Reifungs- und Aktivierungszustand der Zellen oder die Kultivierungsdauer nach dem Auftauen der Zellen bis zur Durchführung des Versuchs. Bisher konnten jedoch keine entsprechenden Zusammenhänge nachgewiesen werden. Der DRY12 ist demnach kein konstitutiv exprimierter Rezeptor. Durch Immunfluoreszenzcytologie konnte die Lokalisation des Rezeptormoleküls auf der Zelloberfläche gezeigt werden. Im Lymphknoten wird DRY12 v.a. von Lymphozyten exprimiert. Bei Makrophagen konnte das Rezeptorprotein nicht nachgewiesen werden. In den Lymphknoten von CLL-Patienten exprimieren die Lymphozyten deutlich mehr DRY12 als Lymphozyten im Gewebe gesunder Individuen. Ein direkter Zusammenhang zwischen Rezeptorexpression und Reaktion auf PARC konnte nicht sicher aufgezeigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit schließen aber auch nicht aus, dass PARC ein möglicher Bindungspartner von DRY12 ist. Bei der Wirkungsvermittlung spielen vermutlich auch andere Botenstoffe und weitere Faktoren eine Rolle, indem sie die Reaktionsfähigkeit der Zellen gegenüber PARC bzw. die Rezeptorexpression des DRY12 beeinflussen. Hinsichtlich der Frage, ob es sich bei DRY12 um einen Rezeptor für PARC handelt, kann diese Untersuchung zu keinem abschließenden Ergebnis gelangen, so dass dieser Aspekt in weiterführenden Analysen eingehender betrachtet werden sollte. / Today there are more than 50 chemokines and almost 20 chemokine receptors described. Despite growing knowledge, the ligands for some orphan chemokine receptors have not been identified and for several chemokines the receptor has not been discovered. PARC (=CCL18) is one of these chemokines for which the receptor has not been recognized. It has been detected in primates only and, despite being widely spread in the organism, it is still poorly characterized. Up to now, the effects of PARC were mainly shown on T-lymphocytes. Therefore, the objective of this study was to investigate the function of PARC and the expression of the putative PARC-receptor DRY12 in B-lymphocytes. For the purpose of the present study, B-CLL-cells and several lymphocytic B-cell-lines served as models to cover different stages of B-cell maturation. In order to characterize the effect of PARC, several functional assays (calciummobilisation, actinpolymerisation and chemotaxis), specific inhibitors (pertussis toxin) and Western Blotting were used. Expression analyses of the DRY12-receptor were performed by FACS-analysis, RT-PCR and immunofluorescence cytochemistry. In addition, lymph nodes from patients with CLL and healthy donors were stained immunohistochemically. In B-CLL-cells, PARC stimulation leads to phosphorylation of p42/44-MAP-Kinase and polymerization of actin, which can be inhibited by pertussis toxin, but does not induce calcium signaling or chemotactic migration. In this case, PARC is no classical chemokine but may act as synergist to potentiate the effect of other chemokines or may influence the behavior of hematopoetic stemm-cells. The results of the study show expression of the putative PARC-receptor DRY12 present on several subsets of B lymphocytes. As they showed different intensity of expression, DRY12 may be regulated by different factors in translation as well as transduction. Among these factors might be their current state of maturation and activation and the time period from revitalization to the start of the experiments. The reasons for these differences are still unknown. According to these findings, the receptor is not constitutively expressed, but may be itself regulated by several chemokines and other factors. DRY12 is located at the surface of the cell, as shown by immunocytochemistry. In lymph nodes, particularly lymphocytes but not macrophages express DRY12. In lymph nodes of CLL-patients lymphocytes express much more DRY12 than in healthy samples. However, it could not be proved that DRY12 is the agonistic receptor for PARC, as the expression of DRY12 did not completely correlate with the effects on PARC stimulation. But results of this study do not exclude this possibility either, as different factors are considered to influence the effect of PARC and the expression of DRY12 in B-cells. Although there are hints to it, from this study we can not conclude that DRY12 is the agonistic receptor for PARC. Therefore, further investigation is necessary to find the answer to this question.

Bis heute sind über 50 Chemokine und fast 20 Chemokinrezeptoren identifiziert. Dennoch gibt es Chemokine und Chemokinrezeptoren, deren zugehörige Rezeptoren bzw. Liganden noch nicht bekannt sind. PARC (=CCL18) ist ein ausschließlich in Primaten nachgewiesenes, bisher nur wenig charakterisiertes, im Organismus jedoch weit verbreitetes Chemokin, für das bisher noch kein Rezeptor beschrieben wurde. Die Wirkung dieses Chemokins wurde bisher vor allem an T Lymphozyten nachgewiesen. Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkung von PARC auf B-Lymphozyten und das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12. Dabei wurden B-Zellen von CLL Patienten sowie mehrere standardisierte B-Zelllinien als Untersuchungsgut verwendet. In funktionellen Assays (Kalziummobilisation, Aktinpolymerisation und Chemotaxis) wurde die Wirkung von PARC auf diese Zellen charakterisiert. Untersuchungen zu beteiligten Signalkaskaden wurden durch Einsatz von spezifischen Inhibitoren (Pertussis-Toxin) und mittels Western Blot durchgeführt. Weiterhin wurde das Vorkommen des putativen PARC-Rezeptors DRY12 bei den verschiedenen B Lymphozyten mittels Antikörperfärbung und RT-PCR sowohl auf Protein- als auch auf mRNA-Ebene nachgewiesen. Der Nachweis der genauen Lokalisation des Rezeptors in der Zelle erfolgte mittels Immunfluoreszenzcytologie. Abschließend wurde vergleichend das Vorkommen des DRY12 im Lymphknoten von CLL-Patienten und gesunden Spendern untersucht. PARC löst bei den B-Zellen der CLL-Patienten die Polymerisation von Aktin aus. Es induziert jedoch keine gerichtete Migration der Zellen. PARC wirkt auf die in dieser Arbeit untersuchten B-Zellen also nicht als Chemokin im klassischen Sinne. Seine Wirkung besteht möglicherweise in einem synergistischen Effekt, indem es im Zusammenspiel mit anderen Faktoren die Migration der Zellen beeinflusst. Weiterhin wäre denkbar, dass PARC das Verhalten von hämatopoetischen Stamm- und Vorläuferzellen beeinflusst. Die beteiligte Signalkaskade beinhaltet ein Pertussis-Toxin-sensitives Gi-Protein und die Aktivierung der p42/44-MAP Kinase. Ein intrazellulärer Einstrom von Ca2+ spielt bei der Wirkungsvermittlung von PARC keine Rolle. Der putative PARC-Rezeptor DRY12 konnte bei verschiedenen B-Zellen in unterschiedlicher Intensität nachgewiesen werden. Die Expression des DRY12 scheint sowohl auf Ebene der mRNA als auch auf Proteinebene durch multiple Faktoren reguliert zu sein. Dazu gehören z.B. der Reifungs- und Aktivierungszustand der Zellen oder die Kultivierungsdauer nach dem Auftauen der Zellen bis zur Durchführung des Versuchs. Bisher konnten jedoch keine entsprechenden Zusammenhänge nachgewiesen werden. Der DRY12 ist demnach kein konstitutiv exprimierter Rezeptor. Durch Immunfluoreszenzcytologie konnte die Lokalisation des Rezeptormoleküls auf der Zelloberfläche gezeigt werden. Im Lymphknoten wird DRY12 v.a. von Lymphozyten exprimiert. Bei Makrophagen konnte das Rezeptorprotein nicht nachgewiesen werden. In den Lymphknoten von CLL-Patienten exprimieren die Lymphozyten deutlich mehr DRY12 als Lymphozyten im Gewebe gesunder Individuen. Ein direkter Zusammenhang zwischen Rezeptorexpression und Reaktion auf PARC konnte nicht sicher aufgezeigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit schließen aber auch nicht aus, dass PARC ein möglicher Bindungspartner von DRY12 ist. Bei der Wirkungsvermittlung spielen vermutlich auch andere Botenstoffe und weitere Faktoren eine Rolle, indem sie die Reaktionsfähigkeit der Zellen gegenüber PARC bzw. die Rezeptorexpression des DRY12 beeinflussen. Hinsichtlich der Frage, ob es sich bei DRY12 um einen Rezeptor für PARC handelt, kann diese Untersuchung zu keinem abschließenden Ergebnis gelangen, so dass dieser Aspekt in weiterführenden Analysen eingehender betrachtet werden sollte. / Today there are more than 50 chemokines and almost 20 chemokine receptors described. Despite growing knowledge, the ligands for some orphan chemokine receptors have not been identified and for several chemokines the receptor has not been discovered. PARC (=CCL18) is one of these chemokines for which the receptor has not been recognized. It has been detected in primates only and, despite being widely spread in the organism, it is still poorly characterized. Up to now, the effects of PARC were mainly shown on T-lymphocytes. Therefore, the objective of this study was to investigate the function of PARC and the expression of the putative PARC-receptor DRY12 in B-lymphocytes. For the purpose of the present study, B-CLL-cells and several lymphocytic B-cell-lines served as models to cover different stages of B-cell maturation. In order to characterize the effect of PARC, several functional assays (calciummobilisation, actinpolymerisation and chemotaxis), specific inhibitors (pertussis toxin) and Western Blotting were used. Expression analyses of the DRY12-receptor were performed by FACS-analysis, RT-PCR and immunofluorescence cytochemistry. In addition, lymph nodes from patients with CLL and healthy donors were stained immunohistochemically. In B-CLL-cells, PARC stimulation leads to phosphorylation of p42/44-MAP-Kinase and polymerization of actin, which can be inhibited by pertussis toxin, but does not induce calcium signaling or chemotactic migration. In this case, PARC is no classical chemokine but may act as synergist to potentiate the effect of other chemokines or may influence the behavior of hematopoetic stemm-cells. The results of the study show expression of the putative PARC-receptor DRY12 present on several subsets of B lymphocytes. As they showed different intensity of expression, DRY12 may be regulated by different factors in translation as well as transduction. Among these factors might be their current state of maturation and activation and the time period from revitalization to the start of the experiments. The reasons for these differences are still unknown. According to these findings, the receptor is not constitutively expressed, but may be itself regulated by several chemokines and other factors. DRY12 is located at the surface of the cell, as shown by immunocytochemistry. In lymph nodes, particularly lymphocytes but not macrophages express DRY12. In lymph nodes of CLL-patients lymphocytes express much more DRY12 than in healthy samples. However, it could not be proved that DRY12 is the agonistic receptor for PARC, as the expression of DRY12 did not completely correlate with the effects on PARC stimulation. But results of this study do not exclude this possibility either, as different factors are considered to influence the effect of PARC and the expression of DRY12 in B-cells. Although there are hints to it, from this study we can not conclude that DRY12 is the agonistic receptor for PARC. Therefore, further investigation is necessary to find the answer to this question.

Die Langlebigkeit reifer periphärer B Zellen ist abhängig von mindestens zwei Überlebenssignalen, einem tonischen Signal, welches vom B Zellrezeptor ausgeht und dem Zytokin B Zell aktivierender Faktor der TNF-Familie (BAFF). BAFF fördert nicht nur das Überleben von reifen B Zellen, sondern kontrolliert auch deren Funktionstüchtigkeit, indem es vielschichtige physiologische Prozesse wie Zellwachstum und –metabolismus, Energiehaushalt und Eintritt in den Zellzyklus reguliert. Zwei BAFF-induzierte molekulare Mechanismen, zum einen die Aktivierung des Akt Signaltransduktionsweges sowie die erhöhte Expression der onkogenen kinase Pim-2 zum anderen, führen zu Veränderungen in Effektorproteinen welche in der Lage sind diese physiologischen Zellveränderungen auszulösen. Die BAFF-induzierte Aktivierung von Akt hängt von der klassischen Proteinkinase C (PKC) beta ab und sowohl PKC beta-defiziente B Zellen als auch Mäuse zeigen Anzeichen von Unsensitivität gegenüber BAFF-Stimulation. Die Proteintyrosinkinase Syk spielt eine Rolle während der frühen B Zellentwicklung und wird in reifen B Zellen durch Stimulation des B Zellrezeptors aktiviert. Induzierbare Inaktivierung von Syk in Mäusen führt zum Verschwinden reifer B Zellen aus den periphären lymphoiden Organen, was auf eine unverzichtbare Funktion von Syk in der Vermittlung des tonischen B Zellrezeptorsignals schliessen läßt. / The maintenance of mature peripheral B cells depends on at least two survival cues, tonic signaling from the B cell receptor (BCR) complex and the extracellular cytokine B cell activating factor of the TNF family (BAFF). In addition to enhancing viability, BAFF controls the functional efficiency of the peripheral B cell pool by regulating complex physiological processes including cell growth, metabolism, energy homeostasis and entry into the cell cycle. BAFF-mediated induction of two molecular mechanisms, namely activation of the Akt signal transduction pathway and upregulation of the oncogenic kinase Pim-2 results in the modification of effector proteins including transcription factors and regulators of protein synthesis which are capable of executing the observed cellular physiological changes. The classic protein kinase C beta is instrumental in BAFF-induced Akt-activation and PKC beta-deficient B cells and mice show signs of partial refractiveness to BAFF. The protein tyrosine kinase Syk plays a role in early B cell development and is activated in mature B cells by immunogenic BCR-stimulation. Inducible ablation of Syk in mice results in the loss mature B cells from the peripheral lymphoid organs and reveals an indispensable function for Syk in tonic BCR survival signaling.

Ein zentrales Merkmal der humoralen Antwort ist die im Laufe der Zeit ansteigende Affinität der Antikörper gegenüber dem Antigen, ein Phänomen, das man generell als Affinitätsreifung bezeichnet. Die Affinitätsreifung von Antikörpern ist an die transiente Ausbildung von Keimzentren gebunden, die man nach Immunisierung mit einem T-Zell-abhängigen Antigen in sekundär lymphatischen Geweben wie der Milz beobachtet. Innerhalb der Keimzentren durchlaufen B-Zellen einen mikro-evolutionären Prozess, in dessen Verlauf es zu einer Diversifizierung der von den B-Zellen kodierten B-Zell-Rezeptoren durch somatische Hypermutation und anschließender Selektion derjenigen B-Zellen mit den besten Bindungseigenschaften gegenüber dem Antigen kommt. In den letzten Jahren waren große Fortschritte hinsichtlich der Aufklärung der molekularen Mechanismen die zur Diversifizierung der B-Zell-Rezeptoren beitragen zu verzeichnen, wohingegen die Dynamik, der Mechanismus und die treibenden Kräfte der Selektion bisher weitgehend unverstanden sind. In Kürze zusammengefasst trägt die vorliegende Arbeit durch folgende Erkenntnisse zum Verständnis der Evolution von B-Zellen in Keimzentren bei: (1) nicht-synchronisiertes Wachstumsverhalten von Keimzentren, (2) mehrstufige Selektionsstrategie (Verknüpfung von lokaler und globaler Selektion durch Rezirkulation von ausgewanderten Keimzentrums-B-Zellen), (3) zentrale Rolle von Makrophagen für die Homöostase von Keimzentren und die Verhinderung von Autoimmunität, (4) bisher angenommene molekulare Signaturen sind unzulänglich, um positiv und negativ selektierte B-Zellen zu unterscheiden und (5) das Überleben bzw. positive Selektion von Keimzentrums-B-Zellen ist von der Abwesenheit überschüssiger, nachteiliger Mutationen in den CDRs abhängig. / Central to the humoral immune response is the commonly observed improvement of antibody affinity over time, a phenomenon referred to as affinity maturation. Affinity maturation takes place in so-called germinal centers (GC) that are transiently formed in secondary lymphoid tissues (e.g. spleen) following immunization with T cell-dependent antigens. Within GC, B lymphocytes are subjected to a micro-evolutionary process that includes multiple rounds of diversification of their B cell receptors (BCRs) by somatic hypermutation (SHM) and subsequent selection of those B cells showing improved binding characteristics towards the antigen. However, despite recent advances in defining the mechanisms contributing to diversification of B lymphocytes within GC, the dynamics, mechanisms and forces of their selection are poorly understood. The current thesis provides new insights into the evolution of B cells within GC by proposing: (1) non-synchronized GC formation and growth, (2) a multilevel selection strategy (intercalation of local and global selection by recirculation of GC emigrant B cells), (3)a central role for macrophages in retaining germinal center B cell homeostasis and preventing autoimmunity, (4) the failure of commonly supposed molecular signatures to demarcate positively and negatively selected B cells and (5) the survival fate of GC B cells is particularly driven by absence of excess mutations within CDRs that have an adverse effect with respect to antigen binding.

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Die Entzündungsreaktion der Arthrose wird als eine sekundäre Reaktion auf einen degenerativen Prozeß des Gelenkknorpels angesehen. Die Ursache für die Degeneration kann im Mißverhältnis zwischen Belastbarkeit und Beanspruchung liegen, es können metabolische Störungen (Urämie, Diabetes mellitus) verantwortlich gemacht werden, weswegen von sekundärer Arthrose gesprochen wird. Die Ursache der primären Arthrose bleibt unbekannt. Es kann als bewiesen angesehen werden der Zusammenhang mit Alter und Geschlecht der Patienten, denn Arthrose ist in der Regel eine Erkrankung jenseits des fünfzigsten Lebensjahres und betrifft vornehmlich Frauen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Synovialis von 20 Patienten aufgearbeitet und hinsichtlich des enthaltenen entzündlichen Infiltrates untersucht. Unter Anwendung der indirekten Immunperoxidase Technik und der indirekten Immunfluoreszenz Technik wurde die Expression der Antigene CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, CD 3, CD 4, CD 8, Ki M4, CD 68, Ki 67 sowie die Expression der Cytokine IL 2 und IL 10 analysiert. Die Synovialmembran zeigte histologisch eine Verbreiterung der Deckzellschicht, Knorpelfragmente innerhalb der Synovialmembran und ein insgesamt schwach ausgeprägtes entzündliches Infiltrat. In lediglich drei von 20 Fällen fand sich eine stärkere entzündliche Infiltration. Diese entzündlichen Infiltrate wiesen eine perivaskuläre Verteilung auf. Am häufigsten wurden in gefäßnahen Regionen B Lymphozyten identifiziert, Plasmazellen wiesen in der Regel einen deutlich größeren Abstand zum Gefäß auf. Unter den nachgewiesenen Plasmazellen fand sich eine prädominante Expression an IgG bei ausgewogener Anwesenheit sowohl der Kappa- als auch der Lambda- Leichtketten. T Lymphozyten waren ebenfalls zirkulär um die Gefäße anzutreffen und zeigten eine prädominante Interleukin 10 Expression. Lymphozytäre Aggregate, mit follikelähnlicher Struktur ließen sich in lediglich in 4 von 20 Fällen nachweisen. Makrophagen waren sowohl perivaskulär als auch in der Deckzellschicht nachweisbar. Ki M4 positive Retikulumzellen (FDC) waren dagegen nur in einem von 20 Fällen nachweisbar. Alle Zellpopulationen der Membrana synovialis wiesen nur eine schwache Proliferationsaktivität auf. Das Fehlen von dem Keimzentrum des Lymphfollikels vergleichbaren Strukturen, die deutliche Abwesenheit von Ki M4 positiver FDC's sowie die schwache Expression von Ki 67, sprechen trotz Anwesenheit der ebenfalls zur Antigenpräsentation befähigten Makrophagen gegen eine Einwanderung und Maturation nativer B Lymphozyten in die Membrana Synovialis. Wandern dagegen Gedächtniszellen in die Membrana synovialis ein, so ist eine Maturation mit Follikelbildung nicht mehr notwendig. Unter der Mithilfe von T Lymphozyten und Makrophagen können die B Lymphozyten zu Plasmazellen differenzieren. T Lymphozyten zeichnen sich ebenfalls durch eine starke perivaskuläre Verteilung aus. Dabei ist die Expression von IL 10 prädominant, was sich als eine Immunantwort von TH2-Typus interpretieren läßt. Diese ermöglicht eine Differenzierung der B Lymphozyten zu Plasmazellen. Reife B Lymphozyten, die unter dem Einfluß einer TH2 Subpopulation von CD 4 positiven T Lymphozyten ohne Keimzentrum zu Plasmazellen differenzieren, könnten ein Grund dafür sein, daß follikuläre Strukturen fehlen. Vorgereifte B Lymphozyten benötigen auch keine inflammatorisch hochpotenten Zytokine um eine schnelle Reifung und eine Immunantwort zu ermöglichen. Dies könnte ein Grund sein, warum die entzündliche Reaktion bei Arthrose so schwach ausgeprägt ist. / Inflammation in osteoarthritis is a secondary reaction to a degenerating process of the articular cartilage. Cause of Degeneration can be a disproportion of mechanical stress and resistance or metabolic diseases like diabetes mellitus. This kind of osteoarthritis is called "secondary osteoarthritis". Primary osteoarthritis has an unknown cause. Age and sex of the patient are a predictor for osteoarthritis, hense it is a disease of people above the age of 50 and more often it is found in women than in men. This paper investigated the synovial membranes of twenty patients to characterize the inflammatory Infiltrate. It characterized the cell surface antigen CD 20, CD 23, CD 40, CD 27, CD 3, CD 4, CD 8, Ki M4, CD 68, the antibodies IgG, IgA, IgM, Kappa, Lambda, the proliferating antigen Ki 67 and the expression profile of the cytokines IL 2 and IL 10 by using immunohistochemical staining (indirect immunoperoxidase technique and indirect immunofluorescence technique) with monoclonal antibodies. The synovial membrane shows in histology a dissemination of cover cells, fragments of cartilage and a slight expression of inflammatory infiltrate with a perivascular allocation. In only three of twenty cases we detected stronger inflammatory infiltrates. Most of the perivascular cells express CD 20. They are B lymphocytes. Plasma cells have more distance to the blood vessels and showed a predominant expression of IgG. T-lymphocytes were also detected perivascular. The expression of IL 10 was predominant. Lymphocytes aggregates like lymph follicle were detected in four of twenty cases. Macrophages were proved perivascular as well as in the cover cells. Ki M4 positive reticulum cells were found in only one of twenty cases. All kind of cells in the synovial membrane showed a low proliferation activity. The absence of germinal centers or comparable structures, the low expression of Ki M4 and Ki 67 speak against the immigration and maturation of native B lymphocytes in the synovial membrane. Memory B-lymphocytes don't need germinal centers or compatible structures for maturation, they can mature to plasma cells by help of T-lymphocytes, macrophages or other B-lymphocytes. It is more probably that the detected B lymphocytes are memory cells. The perivascular T lymphocytes in combination with the predominant expression of IL 10 may be interpreted as a TH2 immune reaction. This supports the maturation of B-lymphocytes to plasma cells. The maturation of memory B-lymphocytes under influence of TH2 immune reaction can be the reason for the missing of germinal centers or comparable structures. Matured B-lymphocytes don't need high-grade inflammatory cytokines for quick immune response. This is the possible reason for the low-grade inflammatory reaction of osteoarthritis.