Chemotaxis von T-Zellsubpopulationen ex vivo

Abstract

Chemokine sind wichtig in der Homýostase und Regulation des Immunsystems.Neben ihrer Fýhigkeit Lymphozyten in lymphatische Organe und distinkte Gewebskompartimente zu locken,erfýllen sie wichtige Funktionen in Entzýndung. Von Studien mit in vitro erzeugten Th1-und Th2-Zellen ist bekannt,dass diese Zellen differentiell auf chemotaktische Einflýsse reagieren.Um zu klýren,ob dies auch fýr CD4 + Effektor/Memory T-Zellen gilt,die in vivo entstanden sind,wurden solche Zellen aus Milzen unbeeinflusster und immunisierter Mýuse gewonnen und ex vivo im Chemotaxisassay eingesetzt.Hierbei wurde die Migration zu verschiedenen induzierbaren und homýostatischen Chemokinen getestet. Die Ergebnisse zeigen,dass IL-4 produzierende T-Zellen die hýchste Antwortfýhigkeit gegenýber dem ýTh2-Chemokin"CCL17 zeigten,wýhrend das ýTh1-Chemokin"CXCL9 prýferentiell,aber nicht ausschlieýlich,IFN-? -produzierende T-Zellen anlockte. CXCL13,ein Chemokin,das fýr die Verteilung von T-und B-Zellen in den B-Zell-Follikel lymphatischer Organe verantwortlich ist,hat bevorzugt IL-10-produzierende T-Zellen angelockt,wohingegen andere Zytokinproduzenten weniger reagierten.Nach Immunisierung ýnderte sich dieses Migrationsprofil und IL-4 + T-Zellen waren die am stýrksten reaktive Fraktion zu CXCL13. Der korrespondierende Rezeptor fýr CCL21 und CCL19,CCR7 wurde,wie in der Literatur berichtet,hauptsýchlich auf der in vitro erzeugten Th1-Subpopulation gefunden.Im Gegensatz dazu,konnte ex vivo eine starke Migration von IL-4 und/oder IFN-? - produzierenden T-Zellen zu CCL21 detektiert werden. CCR7 wurde zuvor beschrieben humane Memory T-Zellen in zwei funktionell unterschiedliche Subpopulationen zu trennen,wobei alle Zytokinproduzenten innerhalb der CCR7-negativen Fraktion liegen sollten.In der vorliegenden Studie migrierten dagegen die meisten der murinen oder humanen Effektor/Memory T-Zellen zu CCR7-Liganden.Im Einklang dazu,zeigten die Zellen auch eine positive Oberfýchenfýrbung fýr den Rezeptor. Durch Versuche mit CCR7 -/- -Mýusen konnte gezeigt werden,dass CCR7 der einzige Rezeptor ist,der fýr die Chemotaxis zu CCL21 verantwortlich ist.CCR7-defiziente Th1- Zellen waren in ihrer Fýhigkeit in Lymphknoten und Peyer´sche Plaques zu migrieren stark beeintrýchtigt,aber in der Lage in eine Hautentzýndung einzudringen. Die Ergebnisse weisen daraufhin,dass Effektor/Memory T-Zellen zwar subpopulationsspezifische Prýferenzen fýr induzierbare Chemokine besitzen,diese aber weniger streng ausfallen,als fýr in vitro differenzierte Effektorzellen.Auýerdem behalten in vivo erzeugte Effektor/Memory T-Zellen ihre Fýhigkeit in sekundýre lymphatische Organe durch CCR7 zu rezirkulieren.

Chemokines are important in the homeostasis and regulation of the immune system.Besides their capability of targeting lymphocytes into lymphoid organs and respective tissue compartments they fulfill specialized roles in inflammation. It is known from studies with in vitro generated Th1 and Th2 cells that these cells respond differentially to chemotactic agents.To clarify whether this also applies for in vivo primed effector/memory T cells,we isolated them from spleens of untreated and immunized mice and analyzed their migratory properties to various inducible and lymphoid chemokines ex vivo in a chemotaxis assay. The results show,that IL-4 producing T cells exhibited the highest response to the "Th2 chemokine"CCL17,whereas the "Th1 chemokine"CXCL9 preferentially,but not exclusively,attracted IFN-? producing cells. CXCL13 a chemokine that attracts T and B cells into the B cell-follicle of lymphoid tissues was found to preferentially attract IL-10-producing T cells,whereas other cytokine subsets reacted at lower levels.Interestingly,after immunization this migration pattern changed and IL-4-positive T cells exhibited the strongest response toward CXCL13. The corresponding receptor for CCL21 and CCL19 CCR7 was found,as reported,to be dominantly expressed by murine in vitro polarized Th1 cells.Conversely,we detected ex vivo a strong migratory response of IL-4 and/or IFN-? positive T cells toward CCL21. In the human system CCR7 was described to discriminate between two functional subsets of memory T cells,with all effector cytokine-producing T cells within the CCR7-negative subset.In contrast to that,we found the majority of mouse and human cytokine producing T cells responsive toward CCR7 ligands and in addition they also stained on the cell surface for the receptor. By using CCR7 -/- mice we were able to show that CCR7 is the only responsible receptor on CCL21-responsive murine T cells.Th1 cells generated from CCR7 -/- mice were reduced in their capacity to enter lymph nodes and Peyer´s patches,but did enter a site of inflammation. These findings indicate that CD4 + cells producing effector cytokines upon stimulation exhibit subset specific preferences for inducible chemokines,which are less restricted than for in vitro primed effector cells.Additionally,in vivo differentiated effector/memory T cells retain the capacity to recirculate through lymphoid tissues via CCR7.