dc.contributor.author
Eriksson, Magdalena Karin Matilda
dc.date.accessioned
2018-06-07T14:38:01Z
dc.date.available
2013-11-20T12:22:07.450Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/183
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-4387
dc.description.abstract
C-type lectin receptors (CLR) and their carbohydrate ligands are involved in
several different inflammatory processes. Still, for some CLRs, ligands need
to be identified and the impact of CLR-ligand interactions on the immune
response is not known for the majority of CLRs. The aim of this PhD thesis was
to establish a platform to facilitate screening of CLR-ligand interactions and
to analyze their impact in vitro and in vivo. To this end, the extracellular
regions of MGL1, Clec9a and SIGNR3 were expressed as fusion proteins with the
Fc part of human IgG1. Fusion proteins were produced in CHO cells followed by
their biochemical characterization. Binding of CLR-hFc fusion proteins to
synthetic carbohydrate ligands was screened using glycan array. Three
candidate carbohydrate ligands binding to MGL1-hFc were selected for analysis
in vitro and in vivo and were conjugated to ovalbumin (OVA). Pulsing dendritic
cells with OVA carbohydrate conjugates before co-culture with OT-II T cells
resulted in an increased IL-2 and IFN-γ production by T cells. Similarly, by
trend an increase of the IL-2 and IFN-γ producing T cell populations was
detected upon immunization with OVA-carbohydrate conjugates. In addition, the
production of OVA-specific antibodies was reduced in mice immunized with OVA-
carbohydrate conjugates. These findings demonstrate that it is possible to use
CLR carbohydrate ligands to influence OVA-specific T cell responses in vitro
and in vivo. Moreover, this platform is a suitable tool to identify CLR
carbohydrate ligands with immune modulatory properties. Recent observations
suggest that the interaction of gut microbes and certain CLRs, such as
Dectin-1 and MGL1, influence the intestinal inflammation. To analyze whether
further CLRs recognize gut commensals, the generated CLR-hFc proteins were
used to screen for microbiota ligands. One CLR-hFc fusion proteins that bound
to fungi in the microbiota was SIGNR3. To analyze if this interaction impacted
the intestinal immunity against microbiota, the dextran sulfate sodium (DSS)
model of colitis was employed. SIGNR3-/- mice exhibited an increased weight
loss associated with more severe colitis symptoms compared to wild-type
control mice. The increased inflammation in SIGNR3-/- mice was accompanied by
a higher level of TNF-α in colon. These findings highlight the importance of
CLRs in intestinal immunity and demonstrate for the first time an immune
regulatory role for SIGNR3 in colitis. To conclude, well characterized CLR-hFc
fusion proteins are useful tools for the identification of novel carbohydrate
ligands as well as microbial ligands. In vitro stimulation assays along with
immunization studies revealed the immune modulatory role of certain
carbohydrate ligands. In addition, an immune regulatory role of the CLR SIGNR3
in murine intestinal inflammation during colitis was discovered. Together
these findings highlight the importance of CLRs and their ligand recognition
in innate immunity.
de
dc.description.abstract
C-Typ Lektinrezeptoren (CLRs) und ihre Kohlenhydrat-Liganden sind bei der
Entstehung der Mehrzahl von Entzündungsherden beteiligt. Liganden sind für
einige CLRs jedoch noch nicht identifiziert und auch der Einfluss der CLR-
Liganden-Interaktion auf die Immunantwort ist für die meisten CLRs nicht
geklärt. Ein Ziel dieser Doktorarbeit war die Etablierung einer Plattform von
CLR-hFc Fusionsproteinen, um in kurzer Zeit eine Mehrzahl von Interaktionen
zwischen CLRs und möglichen Liganden zu testen und deren Bedeutung in vitro
und in vivo zu analysieren. Zu diesem Zweck wurden MGL1, Clec9a und SIGNR3 als
Fusionsproteine bestehend aus der jeweiligen extrazellulären Region und dem
humanen IgG1 Fc-Teil exprimiert. Die Fusionsproteine wurden in CHO-Zellen
produziert und anschließend biochemisch charakterisiert. Mittels Glykan-Array-
Technologie wurden sie dann auf ihre Bindung zu synthetischen Kohlenhydrat-
Liganden untersucht. Drei Kohlenhydrat-Liganden zeigten hierbei positive
Bindungen zu MGL1. Sie wurden für weitere in vitro und in vivo Analysen
ausgewählt und zu diesem Zweck an Ovalbumin (OVA) konjugiert. Nach Beladung
von dendritischen Zellen mit den OVA-Kohlenhydrat-Konjugaten und
anschließender Ko-Kultivierung mit OT-II T-Zellen zeigte sich eine erhöhte
IL-2 und IFN-γ Produktion durch die T-Zellen. Die Immunisierung von Mäusen mit
den OVA-Kohlenhydrat-Konjugaten ergab tendenziell ebenfalls eine erhöhte
Anzahl an IL-2 und IFN-γ produzierenden T-Zellpopulationen. Weiterhin war die
Produktion von OVA-spezifischen Antikörpern in den mit den OVA-Kohlenhydrat-
Konjugaten immunisierten Mäusen geringer. Diese Ergebnisse zeigen, dass die
OVA-Kohlenhydrat-Konjugate die T-Zellantwort in vitro und in vivo beeinflussen
können. Daher ist die im Rahmen dieser Doktorarbeit etablierte Plattform sehr
nützlich, um CLR-Liganden mit immunmodulierenden Eigenschaften zu
identifizieren. Kürzlich erschienene Publikationen weisen darauf hin, dass die
Interaktion zwischen Mikroorganismen im Darm und bestimmten CLRs, wie z.B.
Dectin-1 und MGL1, einen Einfluss auf die Entzündungsentstehung im Darm im
Colitis-Verlauf haben. Um zu untersuchen, ob noch weitere CLRs kommensale
Darm-Mikroorganismen erkennen, wurden die im Rahmen dieser Doktorarbeit
generierten CLR-hFc Fusionsproteine auf Bindung zu Darmmikrobiota getestet.
Hierbei wies SIGNR3 eine positive Bindung auf. Um zu untersuchen, ob diese
Interaktion Einfluss auf die darmassoziierte Immunität gegen Mikrobiota hat,
wurde das Dextran-Natriumsulfat (DSS)-induzierte Colitis-Modell in der Maus
verwendet. Hierbei wiesen die SIGNR3-/- Mäuse im Vergleich zu den Wildtyp-
Mäusen einen erhöhten Gewichtsverlust auf, der einher ging mit stärker
ausgeprägten Colitis-typischen Symptomen. Der erhöhte Entzündungsgrad in
SIGNR3-/- Mäusen war verbunden mit im Darm lokal vermehrter TNF-α Produktion.
Diese Ergebnisse heben hervor, wie wichtig CLRs für die darmassoziierte
Immunität sind, und demonstrieren zum ersten Mal eine immunregulatorische
Rolle für SIGNR3 im Krankheitsverlauf der Colitis. Zusammenfassend sind die im
Rahmen dieser Doktorarbeit produzierten und charakterisierten CLR-hFc
Fusionsproteine sehr nützlich für die Identifikation von neuen Kohlenhydrat-
Liganden oder von mikrobiellen Liganden. Die in vitro Stimulationsstudien
sowie Immunisierungsstudien ergaben, dass einige Kohlenhydrat-Liganden
immunmodulatorische Eigenschaften besitzen. Weiterhin wurde für SIGNR3 eine
immunregulatorische Rolle in der Entstehung einer akuten Darmentzündung im
Verlauf der murinen Colitis entdeckt. Insgesamt heben diese Ergebnisse die
wichtige Rolle von CLRs und ihre Ligand-Erkennung in der angeborenen Immunität
hervor.
en
dc.format.extent
IX, 115 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Carbohydrate ligand
dc.subject
immunomodulation
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::570 Biowissenschaften; Biologie::572 Biochemie
dc.title
C-type Lectin Receptors: from Immunomodulatory Carbohydrate Ligands to a Role
in Murine Colitis
dc.contributor.contact
magdalenamatilda@gmail.com
dc.contributor.firstReferee
Professor Dr. Peter H. Seeberger
dc.contributor.furtherReferee
Professor Dr. Christian Freund
dc.date.accepted
2013-10-31
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000095555-1
dc.title.translated
C-Typ Lektin-Rezeptoren: von immunmodulatorischen Kohlenhydrat-Liganden zu der
Rolle in muriner Colitis
de
refubium.affiliation
Biologie, Chemie, Pharmazie
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000095555
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000014409
dcterms.accessRights.dnb
free
dcterms.accessRights.openaire
open access