Summary: In the present work, two important negative regulators of T cell responses in rats were examined. At the molecular level, rat CTLA-4, a receptor important for deactivating T cell responses, was examined for the expression pattern and in vitro functions. For this purpose, anti-rat CTLA-4 mAbs were generated. Consistent with the studies in mice and humans, rat CTLA-4 was detectable only in CD25+CD4+ regulatory T cells in unstimulated rats, and was upregulated in all activated T cells. Cross-linking rat CTLA-4 led to the deactivation of anti-TCR- and anti-CD28 stimulated (costimulation) T cell responses such as reduction in activation marker expression, proliferation, and cytokine IL-2 production. Although T cells stimulated with the superagonistic anti-CD28 antibody alone without TCR engagement also increased their CTLA-4 expression, a delayed kinetics of CTLA-4 upregulation was found in cells stimulated in this way. The physiological relevance of this finding needs further investigation. At the cellular level, rat CD25+CD4+ regulatory T cells were examined here in detail. Using rat anti-CTLA-4 mAbs, the phenotype of CD25+CD4+ regulatory T cells was investigated. Identical to the mouse and human Treg phenotype, rat CD25+CD4+ T cells constitutively expressed CTLA-4, were predominantly CD45RC low, and expressed high level of CD62L (L-selectin). CD25+CD4+ cells proliferated poorly and were unable to produce IL-2 upon engagement of the TCR and CD28. Furthermore, rat CD25+CD4+ cells produced high amounts of anti-inflammatory cytokine IL-10 upon stimulation. Importantly, freshly isolated CD25+CD4+ T cells from naïve rats exhibited suppressor activities in the in vitro suppressor assays. In vitro, CD25+CD4+ regulatory T cells proliferated vigorously upon superagonistic anti-CD28 stimulation and became very potent suppressor cells. In vivo, a single injection of CD28 superagonist into rats induced transient accumulation and activation of CD25+CD4+ regulatory T cells. These findings suggest firstly that efficient expansion of CD25+CD4+ cells without losing their suppressive effects (even enhance their suppressive activities) can be achieved with the superagonistic anti- CD28 antibody in vitro. Secondly, the induction of disproportional expansion of CD25+CD4+ cells by a single injection of superagonistic anti-CD28 antibody in vivo implies that superagonistic anti-CD28 antibody may be a promising candidate in treating autoimmune diseases by causing a transient increase of activated CD25+CD4+ T cells and thus tipping ongoing autoimmune responses toward selftolerance. / Zusammenfassung: In der vorliegenden Arbeit wurden zwei wichtige negative Regulatoren von T Zellantworten in der Ratte untersucht. Auf molekularer Ebene wurde Ratten-CTLA-4, ein für die Deaktivierung von T-Zellimmunantworten wichtiger Rezeptor, hinsichtlich seines Expressionsmusters und seiner in vitro Funktionen untersucht. Zu diesem Zweck wurden spezifische monoklonale Antikörper gegen Ratten-CTLA-4 erzeugt. In Übereinstimmung mit anderen Untersuchungen in Mensch und Maus war CTLA-4 konstitutiv nur in CD25+CD4+ regulatorischen T-Zellen exprimiert, nach Stimulierung war es in allen aktivierten T-Zellen nachweisbar. Kreuzvernetzung von CTLA-4 führte zur Inhibition von mit anti-TCR- und anti-CD28-Antikörpern stimulierten (Kostimulation) TZellantworten, insbesondere zur Verminderung der Expression von Aktivierungsmarkern, der Proliferation und der Produktion von IL-2. Obwohl T-Zellen mit superagonistischem Anti-CD28-Antikörper ohne T-Zellrezeptor stimulation ihre CTLA-4-Expression ebenfalls steigerten, wurde eine verzögerte Kinetik für die Hochregulation von CTLA-4 in diesen Zellen festgestellt. Die physiologische Bedeutung dieses Befundes bedarf noch weiterer Untersuchungen. Auf zellulärer Ebene wurden CD25+CD4+ regulatorische T-Zellen detailliert analysiert. Der Phänotyp CD25+CD4+ regulatorischen T-Zellen wurde charakterisiert. Wie in Mensch und Maus exprimierten die regulatorischen T-Zellen der Ratte konstitutiv CTLA-4, in größerem Umfang CD62L (L-Selectin), aber nur wenig CD45RC. CD25+CD4+ Zellen proliferierten nach Stimulation von CD28 und T-Zellrezeptor nur schwach und produzierten kein IL-2, im Gegensatz dazu aber große Mengen an IL-10. Hervorzuheben ist, dass für frisch isolierte CD25+CD4+ T-Zellen aus naiven Ratten Suppressoraktivität durch in vitro-Suppressionsassays nachgewiesen werden konnte. In vitro proliferierten CD25+CD4+ regulatorische T-Zellen nach superagonistischer anti-CD28-Stimulation äußerst stark und wurden zu potenten Suppressorzellen. Eine einzelne Injektion von superagonistischem Anti-CD28-Antikörper resultierte in einer transienten Akkumulation von CD25+CD4+ regulatorischen T-Zellen in vivo und induzierte deren Aktivierung. Diese Ergebnisse weisen zum einen darauf hin, dass eine effiziente Expansion von CD25+CD4+ Zellen ohne Verlust ihrer supprimierenden Effekte durch superagonistischen Anti-CD28-Antikörper in vitro erzielt werden kann. Zum anderen läßt die Induktion einer disproportionalen Expansion von CD25+CD4+ Zellen durch eine einzige Injektion des CD28-Superagonisten den Schluss zu, dass dieser Antikörper ein vielversprechender Kandidat zur Behandlung von Autoimmunkrankheiten sein könnte, der über eine transiente Zunahme von aktivierten CD25+CD4+ T-Zellen eine bestehende Autoimmunantwort hin zur Selbsttoleranz lenkt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-wuerzburg.de/oai:opus.bibliothek.uni-wuerzburg.de:741 |
| Date | January 2004 |
| Creators | Lin, Chia-Huey |
| Source Sets | University of Würzburg |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | doctoralthesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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