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Hauptprojekt: Sekretion der Serin-Protease Granzym B durch nicht

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Hauptprojekt: Sekretion der Serin-Protease Granzym B durch
nicht-klassische Quellen wie B-Zellen, plasmazytoide
dendritische
Zellen
und
Stammzellen
sowie
ihre
immunologische Funktion
Zusammenfassung Projekt Granzym B-sezernierende B-Zellen
Als Hauptaufgabe humaner B-Zellen im Immunsystem wurde bislang ihre Differenzierung zu
Antikörper-sezernierenden Plasmazellen betrachtet, als zytotoxische oder regulatorische
Zellen hingegen waren sie bisher nicht bekannt. Im Rahmen unserer bisher durchgeführten
Arbeiten konnten wir zeigen, dass humane periphere B-Zellen nach Aktivierung ihres B-ZellRezeptors durch spezifische Antigene und gleichzeitiger Stimulation mit Interleukin (IL-) 21
beginnen, große Mengen an Granzym B (GzmB) zu sezernieren. Dabei konnten wir
nachweisen, dass GzmB+ B-Zellen zytotoxisches Potential gegenüber bestimmten
Tumorzellen aufbauen können und dass sie einen anti-proliferativen Effekt auf T-Zellen
ausüben, welcher an die Wirkung regulatorischer T-Zellen erinnert. Im Rahmen der geplanten
Nachfolgeteilprojekte soll daher die potentielle pathophysiologische Bedeutung der Induktion
von GzmB in B-Zellen an einer Reihe von viralen, neoplastischen und AutoimmunErkrankungen beim Menschen überprüft werden. Dies wollen wir zum einen durch ein
gezieltes Screening pathologischer Präparate sowie frischer Biopsate und Blutproben
erreichen, die das Vorhandensein von GzmB+ B-Zellen in frühen Entzündungsherden
erwarten lassen. Zum anderen sollen B-Zell-Subpopulationen von gesunden Spendern im
Vergleich zu B-Zellen entsprechender Patienten ex-vivo und in-vitro auf ihr GzmB-Potential
sowie auf ihre zytotoxische und regulatorische Funktion und deren molekulare Mechanismen
hin untersucht werden. Das geplante Projekt könnte wertvolle Einsichten in einen neuartigen,
von B-Zellen getragenen Entzündungsmechanismus an der Schnittstelle zwischen adaptivem
und angeborenem Immunsystem liefern (Abb. 1).
Hintergrund und Vorarbeiten (Eigene Arbeiten/Kongressbeiträge in grün)
Interleukin 21 (IL-21) ist ein kürzlich entdecktes Zytokin der IL-2-Familie, welches
hauptsächlich von CD4+ T-Zellen und NKT-Zellen produziert wird 1-3. IL-21 besitzt eine stark
immunstimulatorische Wirkung, und wird im Rahmen akuter entzündlicher Reaktionen bei
Autoimmunerkrankungen und viralen Erkrankungen gefunden, so dass es als
vielversprechendes Effektor- bzw. Zielmolekül für neue immuntherapeutische Ansätze bei
verschiedenen Erkrankungen gilt. Mehrere Phase I- und II-Studien, insbesondere im Bereich
der Tumortherapie, wurden inzwischen begonnen oder abgeschlossen und konnten die
Sicherheit und auch die therapeutische Wirkung von IL-21 bei verschiedenen
Tumorerkrankungen wie malignem Melanom, Nierenzellkarzinom und Non-HodgkinLymphomen belegen 4. IL-21 induziert die Gentranskription für unterschiedliche Proteasen in
zytotoxischen T-Lymphozyten (CTL) sowie die Proliferation von B-Zellen, NK-Zellen und TZellen 1,5,6. Zudem wurde gezeigt, dass, abhängig von weiteren Stimuli, bestimmte B-ZellSubpopulationen wie z.B. maligne B-Zellen durch IL-21 in den programmierten Zelltod
(Apoptose) geleitet werden können 7-9. Eine weitere wichtige Funktion von IL-21 stellt die
Differenzierung von B-Zellen zu Antikörper-produzierenden Plasmazellen dar, die allerdings
nur in Anwesenheit von CD40-Ligand stattfindet, also zu einem relativ späten Zeitpunkt, wenn
voll aktivierte CD4+ T-Zellen am Ort der Entzündung vorliegen 10,11. Insgesamt werden viele
der günstigen immunstimulatorischen Effekte von IL-21 vor allem seinem Einfluß auf die
relativ spät einsetzende zelluläre adaptive Immunantwort zugeschrieben. Weniger
Aufmerksamkeit wurde bisher seinen frühen immunologischen Effekten geschenkt, obwohl
IL-21 z.B. bei viralen Erkrankungen als eines der ersten Zytokine freigesetzt wird 12. Dabei ist
bekannt, dass bis zu 90% aller Infektionen durch frühe, angeborene Immunmechanismen
kontrolliert werden, welche die Erkennung hochkonservierter Gefahrensignale wie
mikrobieller Strukturen oder Hitzeschockproteine beinhalten 13. Ähnlich erlauben
verschiedene Mechanismen der immunosurveillance die frühzeitige Erkennung und
Zerstörung von Zellen, welche sich in maligner Transformation befinden 14-18.
Granzym B (GzmB) stellt einen der Hauptbestandteile der Granula von CTL dar. CTL sind in
der Lage, aktives GzmB auf Zielzellen wie virusinfizierte Zellen oder Tumorzellen zu
übertragen, wo es dann Apoptose auslösen kann 19. Die Erkennung von Zielzellen durch CTL
erfordert die Aufnahme und Prozessierung von Antigenen durch dendritische Zellen (DC),
ihre Präsentation auf MHC-Molekülen, sowie die Migration der entsprechenden DC zu den
lokalen Lymphknoten, wo sie dann antigenspezifische T-Zellen aktivieren können 20. Die
beteiligten Prozesse sind komplex und relativ langwierig, Daher existieren unmittelbarere
Mechanismen der Immunantwort, welche unabhängig von MHC-Präsentation sind und die
Lücke zwischen der ersten Erkennung von Gefahrensignalen (danger signals) und dem
Aufbau einer effizienten CTL-Antwort überbrücken. Eine Reihe von Zellpopulationen, die
allesamt zum angeborenen Immunsystem gehören, wie z.B. NK- oder NKT-Zellen, können
bei derartigen frühen Immunantworten eine Rolle spielen 21-23. Da B-Zellen ihre
antigenspezifischen Immunglobuline auch als Oberflächenrezeptoren nutzen, können sie
Antigene ebenfalls in einer unmittelbaren und MHC-unabhängigen Art und Weise erkennen.
Darüberhinaus ist das Spektrum an Antigenen, welche durch B-Zell-Rezeptoren (BCR)
gebunden werden können, deutlich größer als bei den MHC-restringierten T-Zell-Rezeptoren
(TCR) und umfasst neben Peptidantigenen auch solche mit Nukleinsäure-, Glykolipid- und
Kohlehydratanteilen 24,25. Daher erscheint es bereits aus teleologischer Sicht naheliegend,
dass B-Zellen direkt in frühe zytotoxische Immunreaktionen gegen Tumoren und Viren
involviert sein könnten, bevor sie später ihre terminale Differenzierung zu Plasmazellen
starten.
In einer richtungsweisenden Arbeit, welche einem großen Teil der momentan durchgeführten
und geplanten Projekte zugrunde liegt, konnten wir nachweisen, dass maligne B-Zellen von
Patienten mit chronischer lymphatischer Leukämie (CLL) nach Aktivierung mit IL-21 und
immunstimulatorischen CpG-Oligonukleotiden (CpG ODN) in die Lage versetzt werden,
enzymatisch aktives GzmB zu sezernieren und im Sinne eines bystander-Effekts
unstimulierte CLL-Zellen GzmB-abhängig in die Apoptose zu leiten 7. Im weiteren Verlauf
unserer damaligen Vorarbeiten konnten wir zeigen, dass prinzipiell auch B-Zellen gesunder
Spender in der Lage sind, nach Stimulation mit IL-21 und aktivierenden anti-BCR-Antikörpern
(anti-BCR) GzmB zu sezernieren.
Vor Beginn unserer Arbeit im Rahmen der letzten drei Jahre war nicht klar, ob humane BZellen in der Lage sind, auch auf (patho-)physiologische Stimuli hin die pro-apoptotische
Protease GzmB zu produzieren und ob es sich dabei tatsächlich um reifes GzmB handelt. Wir
konnten nun zeigen, dass virusspezifische B-Zellen sowie CD5+ B-Zellen in Anwesenheit von
IL-21 nach BCR-Stimulation durch virale Antigene dazu angeregt werden, große Mengen an
GzmB zu exprimieren 26,27. Dabei ist die GzmB-Antwort in B-Zellen von Spendern, welche
kurz vorher gegen das entsprechende Virus geimpft worden waren, signifikant stärker als in
ungeimpften Personen 26. Zudem scheint das GzmB-Potential von B-Zellen aus Personen,
die an einer akuten Virusinfektion leiden, deutlich höher zu sein als das von B-Zellen
gesunder Spender. Das von B-Zellen gebildete GzmB wird nicht in ihr Zytoplasma freigesetzt,
hat also keine autoregulatorische Funktion, sondern wird aktiv sezerniert und ist enzymatisch
aktiv. GzmB-sezernierende B-Zellen besitzen einen für sie typischen CD19+CD20+CD27CD38-IgD- Phänotyp, zeigen ein besseres Überleben in Kultur als GzmB- B-Zellen und eine
verstärkte
Expression
von
kostimulatorischen,
Antigen-präsentierenden
und
Zelladhäsionsmolekülen. Abgesehen von einer konstitutiven Expression von Cathepsin C und
Serglycin konnten wir bisher keine weiteren mit Zytotoxizität in Zusammenhang stehenden
Moleküle in B-Zellen nachweisen, insbesondere konnten wir die Proteinexpression von
Perforin, IFN-, Granzym A, Granulysin, Fas-Ligand und TRAIL durch entsprechend aktivierte
primäre B-Zellen ausschließen. Obwohl IL-21 die stärkste GzmB-induzierende Wirkung auf BZellen besitzt, konnten wir zeigen, dass auch eine weitere Zytokinkombination, nämlich IL-4
und IL-10, eine ähnliche, wenn auch schwächere Wirkung aufweist. Im Vergleich zu
verschiedenen tonsillären B-Zell-Subpopulationen scheinen periphere B-Zellen ein höheres
Potential zur GzmB-Expression zu besitzen, wobei sowohl naive als auch memory-B-Zellen
grundsätzlich dazu in der Lage sind 26. Bei der Suche nach weiteren malignen B-ZellSubpopulationen mit Fähigkeit zur GzmB-Expression stellten wir fest, dass ein sehr hohes
GzmB-Potential häufig mit Epstein-Barr-Virus-Transfektion vergesellschaftet ist. Weiterhin
konnten wir insbesondere Morbus Hodgkin als interessanten Kandidaten für weiterführende
Untersuchungen identifizieren, da entsprechende B-Zellen aus primären Patientenproben
eine besonders starke GzmB-Expression nach IL-21-Stimulation aufwiesen (Abb. 2). Dies ist
insbesondere im Hinblick auf jüngste Erkenntnisse bzgl. der besonderen Rolle von IL-21 bei
der Pathogenese des Morbus Hodgkin 28 sowie des scheinbaren Widerspruchs zwischen der
Expression von GzmB in Reed-Sternberg-Zellen einerseits und der Rolle von B-Zellen beim
Morbus Hodgkin andererseits 29, von hoher Aktualität und potentiell von direkter klinischer
Relevanz.
Abbildung 2. GzmB-Expression maligner B-Zellen aus primären Lymphompräparaten nach Aktivierung mit
+
IL-21. CD19 B-Zellen aus 15 primären Lymphompräparaten wurden für 16 hr wie angegeben in Anwesenheit von IL21, CpG ODN und anti-BCR inkubiert. Danach wurden sie gegen intrazelluläres GzmB gefärbt und
durchflusszytometrisch
analysiert.
Abkürzungen:
CLL=chronisch
lymphatische
Leukämie,
MCL=Marginalzonenlymphom, DLBL=diffuses großzelliges B-Zelllymphom, FL=follikuläres Lymphom.
Obwohl IL-2 und IL-21 zur selben Zytokin-Familie gehören, wird ihre Sekretion durch CD4+ TZellen unterschiedlich reguliert. Die Induktion von IL-21 erfordert die Anwesenheit von zwei
Signalen, nämlich Ligation des T-Zell-Rezeptors (TCR) und gleichzeitige Kostimulation durch
CD28-Ligation. Im Gegensatz dazu kann die Induktion von IL-21 bereits durch ein einziges
Kalzium-abhängiges Signal erreicht werden 30,31, etwa durch Kreuzvernetzung des TCR in
Abwesenheit von Kostimulation 1,30. Entsprechend konnten wir zeigen, dass inkomplett
aktivierte (nur TCR-Stimulation, IL-21+CD40L-), nicht aber voll aktivierte CD4+ T-Zellen (TCRund Kostimulation, IL-21+CD40L+) in der Lage waren, IL-21-abhängig GzmB in kokultivierten
B-Zellen zu induzieren 32,33. Eine Situation, in welcher IL-21 in Abwesenheit von CD40LExpression sezerniert wird, ist etwa denkbar während akuter entzündlicher Reaktionen
(sowohl anti-viraler als auch anti-neoplastischer), wenn durch Zellzerfall freigesetzte und
präsentierte Selbstantigene zwar eine Vielzahl von niedrig-affinen T-Zellen in einem
inkompletten (IL-21+CD40L-) Aktivierungsstadium halten 34-36, wenn jedoch hochspezifische
und komplett aktivierte T-Zellen am Ort der Entzündung noch nicht präsent sind.
Abbildung 3. Zweiphasiges Modell für die zelluläre zytotoxische Immunantwort am Beispiel einer
Virusinfektion.
In der frühen Phase einer Virusinfektion (Phase I, 0-72 hr, obere Tafel) ist ein breites Spektrum niedrig-affiner und
+
voraktivierter CD4 T-Zellen am Infektionsherd vorhanden, welche IL-21, aber kein CD40L exprimieren.
Antigenspezifische B-Zellen werden MHC-unabhängig über virale Antigene aktiviert und können durch die Wirkung
+
von IL-21 CD40L T-Zellen zu GzmB-sezernierenden zytotoxischen B-Lymhozyten (CBL) differenzieren. Über
verschiedene Wege wie den von einigen Viren genutzten endosomalen Infektionsweg, kann GzmB zusammen mit
Viren in das Zytoplasma entsprechender Zellen gelangen und dort Apoptose auslösen, bevor sich Viren weiter
replizieren können. In einer späteren Phase der Virusinfektion (Phase II, >5 Tage, untere Tafel), nach Aktivierung
+
durch professionelle APC, erreichen voll aktivierte antigenspezifische CD4 T-Zellen aus den lokalen Lymphknoten
den Infektionsherd. Diese exprimieren nun IL-21 und CD40L, können damit die GzmB-Expression durch B-Zellen
beenden und stattdessen deren Differenzierung zu Plasmazellen einleiten. Gleichzeitig erkennen antigenspezifische
CTL virale Antigene in MHC-restringierter Weise und induzieren über den klassischen Weg Apoptose in
virusinfizierten Zellen.
Während der klassischen Exozytose zytotoxischer Granula durch CTL wird GzmB
gemeinsam mit Perforin sezerniert (Abb. 3, untere Tafel). Perforin in hohen (lytischen)
Konzentrationen kann direkt Zelllyse induzieren. 37. Eine solche Zelllyse birgt in-vivo jedoch
durch die unkontrollierte Freisetzung von Autoantigenen ein hohes Risiko für die Entwicklung
von Autoimmunität 37,38. Daher induzieren CTL in der Regel nicht lytische Nekrose, sondern
Apoptose in Zielzellen. Dieser programmierte Zelltod beinhaltet einen kontrollierten Abbau
zellulärer Komponenten durch Proteasen wie GzmB und verhindert so normalerweise die
extensive Freisetzung von Autoantigenen. Obwohl die endosomale Freisetzung von GzmB
durch Perforin unterstützt werden kann 39, ist gemeinhin akzeptiert, dass die Anwesenheit von
Perforin für die Aufnahme von GzmB in Zielzellen nicht nötig ist und somit keine unbedingte
Voraussetzung für sein Erreichen des Zytosols und seine Funktion dort darstellt 38,40.
Mikrobielle Proteine wie bakterielle Lysine 41,42 oder virale Transportproteine 43,44 und Stressassoziierte Moleküle wie Hitzeschockproteine 45, die auf verschiedenen Tumoren exprimiert
werden, können die Aufnahme und Wirkung von GzmB in Abwesenheit von Perforin
unterstützen. Daher schließt die Tatsache, dass GzmB-sezernierende B-Zellen kein Perforin
exprimieren, eine potentiell zytotoxische Funktion nicht aus, sondern könnte stattdessen
sicherstellen, dass eine solche Immunantwort auf Zielzellen limitiert wird, welche klar mit
mikrobiellen Infektionen (Abb. 3, obere Tafel) oder mit neoplastischer Differenzierung
assoziiert sind. B-Zellen sind in der Lage, Antigene sowie Antigen-tragende Zellen zu
erkennen, ohne dass hierfür professionelle Antigen-präsentierende Zellen notwendig wären.
Insofern könnten sie mit die ersten Immunzellen sein, die Zellen in frühen Stadien maligner
Transformation antigenspezifisch erkennen und könnten so einen wichtigen Beitrag zur
Immunosurveillance leisten. Als proof of principle konnten wir zeigen, dass GzmB+ BZelllinien, nicht aber entsprechende GzmB- Kontroll-B-Zelllinien, in der Lage sind, aktives
GzmB auf Melanom- und Zervixkarzinomzellen zu übertragen und dadurch Apoptose in
diesen zu induzieren (Abb. 4) 32.
Ein weiterer wichtiger Effekt GzmB-sezernierender B-Zellen scheint es zu sein, die Expansion
von T-Zellen zu hemmen 33. Im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Befunden ergibt
dies durchaus Sinn, da insbesondere in der frühen Phase akuter Entzündungsreaktionen,
etwa im Rahmen einer Virusinfektion, eine große Zahl peripherer T-Zellen durch
kontinuierliche Autoantigen-Exposition in einem prä-aktivierten Stadium gehalten werden 34-36,
während die komplette und virusantigen-spezifische Aktivierung erst in den Lymphknoten
stattfindet. Daher könnten GzmB-sezernierende B-Zellen auch mit dazu beitragen, eine
vollständige Aktivierung prä-aktivierter T-Zellen in der Peripherie zu hemmen, da dies
ansonsten ein hohes Risiko bezüglich der Entwicklung von Autoimmunität bergen würde.
Einen ähnlichen Zusammenhang konnten wir kürzlich im Rahmen eines Nebenschauplatzes
unseres Projektes für sogenannte plasmazytoide dendritische Zellen (pDC) nachweisen 46.
Bei unseren Untersuchungen möglicher Interaktionen GzmB-sezernierender B-Zellen mit
anderen Lymphozyten-Subpopulationen stießen wir auf den überraschenden Befund, dass
auch pDC in der Lage sind, große Mengen an enzymatisch aktivem GzmB zu sezernieren
und dadurch T-Zell-Proliferation in einer GzmB-abhängigen Weise effektiv zu hemmen (Abb.
5) 46. Wie bei B-Zellen erfordert diese Hemmung die Anwesenheit von Zellkontakt und
aktivem GzmB, jedoch kein Perforin, was auf eine Ähnlichkeit mit regulatorischen T-Zellen
schließen läßt, die ihre anergisierende Funktion auf vergleichbare Weise ausüben 47,48.
Interessanterweise weist die Regulation von GzmB in B-Zellen und pDC sowohl
Gemeinsamkeiten als auch Unterschiede auf. Während der optimale Stimulus für GzmB in BZellen IL-21 ist, sind es bei pDC IL-3 und IL-10. Dagegen scheinen in beiden Populationen
ähnliche Signaltransduktionswege aktiviert zu werden, welche mit der Phosphorylierung
verschiedener Mitglieder der JAK/STAT-Familie einhergehen 26,46, während die von CTL her
bekannten Schlüsselregulatoren Eomesodermin und T-bet sowie die Promotoren NFAT und
Ikaros keine Rolle spielen. Zudem wird in beiden Populationen die GzmB-Expression sowohl
durch CD40L als auch toll-like-Rezeptor (TLR)-Agonisten wie CpG ODN gehemmt 46. Dies
spricht dafür, dass GzmB-sezernierende pDC und B-Zellen in der akuten Phase von
Entzündungen die periphere T-Zell-Antwort hemmen könnten, später jedoch in Anwesenheit
komplett aktivierter T-Zellen (CD40L+) sowie bei weiterer Ausbreitung einer mikrobiellen
Infektion (Anwesenheit von TLR-Agonisten) die Expansion von T-Zellen wieder enthemmt
werden könnte.
Abbildung 4. GzmB-sezernierende B-Zellen übertragen aktives GzmB auf Tumorzellen und induzieren
dadurch Apoptose. (A) B-Zellen mit unterschiedlichem GzmB-Potential wurden für 16 hr in Anwesenheit von IL-2
oder IL-21 auf einer GzmB-spezifischen ELISpot-Platte inkubiert. (B) 16-stündige Kokulturen zwischen IL-2- bzw. IL21-stimulierten B-Zellen und der Zervixkarzinomzelllinie HeLa wurden durchgeführt. Die Annexin V/PI-Färbung der
+
HeLa-Zellen zeigt ein signifikant niedrigeres Überleben in Anwesenheit von GzmB , nicht aber von GzmB B-Zellen
(n=8). (C) Konfokal-mikroskopische Aufnahmen solcher Kokulturen in Anwesenheit eines GzmB-spezifischen
fluorogenen Substrats zeigen den Transfer von aktivem GzmB (grün) von einer B-Zelle (magenta) auf eine HeLa+
Zelle (rot). (D) Die weißen Pfeile deuten auf eine von GzmB B-Zellen (grün-gelb) attackierte HeLa-Zelle, welche im
Laufe der Zeit einer apoptotischen Schrumpfung unterliegt.
Abhildung 5. Von pDC sezerniertes GzmB hemmt T-Zell-Proliferation. Isolierte pDC (> 95% Reinheit) wurden für
36 hr in Anwesenheit von IL-3 und IL-10 inkubiert. Danach wurden sie gewaschen und für 6 Tage mit CFSEgefärbten allogenen T-Zellen bei einer pDC:T-Zell-Ratio von 1:250 und in Anwesenheit von GzmB-spezifischen
blockierenden Antikörpern (50 µg/ml) oder Kontrollantikörpern inkubiert. Im Anschluß wurden die Zellen gegen CD3,
CD4 und CD8 gefärbt und durchflusszytometrisch analysiert. Die Balkengraphen zeigen die durchschnittlichen
+
+
Prozentsätze proliferierter CD4 T-Zellen (n=4), die Fehlerbalken die SEM an. Ähnliche Ergebnisse wurden für CD8
CTL gefunden (nicht gezeigt).
Unsere Befunde bezüglich einer regulatorischen Funktion GzmB-sezernierender B-Zellen und
pDC haben höchstwahrscheinlich auch Implikationen für Autoimmunerkrankungen. Erhöhte
Konzentrationen an extrazellulärem GzmB wurden nicht nur bei verschiedenen viralen
Erkrankungen gefunden, sondern auch bei einer Reihe von Autoimmunerkrankungen wie
chronisch allergischem Asthma und rheumatoider Arthritis 49. Im Einklang mit diesen
Erkenntnissen konnten wir zeigen, dass in der Synovialflüssigkeit von Individuen mit juveniler
idiopathischer Arthritis nicht nur signifikant erhöhte Spiegel an GzmB zu finden sind, sondern
dass auch die korrespondierenden Synovial-pDC im Vergleich zu gesunden Kontrollen eine
stark erhöhte GzmB-Expression aufweisen 46. Ähnlich konnten wir im peripheren Blut von
Patienten mit systemischem Lupus erythematosus, nicht aber in gesundem Blut, eine
konstitutive Expression von GzmB durch CD5+ B-Zellen sowie eine hohe Korrelation der
Serumspiegel von IL-21 und GzmB nachweisen 50. Vor dem Hintergrund dieser Ergebnisse
mehren sich Hinweise aus verschiedenen Richtungen, dass insbesondere extrazelluläres
GzmB neben seinem klassischen zytotoxischen Effekt auch alternative Funktionen ausüben
kann. Zu diesen zählen neben der Degradierung wichtiger viraler Proteine 51 auch
zytokinartige Effekte 52, die Prozessierung von Antigenen 53,54, die Spaltung von Rezeptoren
55-57
, immunsuppressive Effekte 47-49,51 und Matrix-Remodeling 58. Welche Funktion(en) das
von B-Zellen und pDC produzierte extrazelluläre GzmB im Einzelnen bei verschiedenen
Virus- und Autoimmunerkrankungen hat, müssen weitere Studien klären.
Referenzen (Eigene Publikationen in grün)
1.
Parrish-Novak J, Dillon SR, Nelson A, et al. Interleukin 21 and its receptor are
involved in NK cell expansion and regulation of lymphocyte function. Nature. 2000;408:57-63.
2.
Coquet JM, Kyparissoudis K, Pellicci DG, et al. IL-21 is produced by NKT cells and
modulates NKT cell activation and cytokine production. J Immunol. 2007;178:2827-2834.
3.
Spolski R, Leonard WJ. Interleukin-21: basic biology and implications for cancer and
autoimmunity. Annu Rev Immunol. 2008;26:57-79.
4.
Andorsky DJ, Timmerman JM. Interleukin-21: biology and application to cancer
therapy. Expert Opin Biol Ther. 2008;8:1295-1307.
5.
Habib T, Nelson A, Kaushansky K. IL-21: a novel IL-2-family lymphokine that
modulates B, T, and natural killer cell responses. J Allergy Clin Immunol. 2003;112:10331045.
6.
Mehta DS, Wurster AL, Grusby MJ. Biology of IL-21 and the IL-21 receptor. Immunol
Rev. 2004;202:84-95.
7.
Jahrsdörfer B, Blackwell SE, Wooldridge JE, et al. B-chronic lymphocytic leukemia
cells and other B cells can produce granzyme B and gain cytotoxic potential after interleukin21-based activation. Blood. 2006;108:2712-2719.
8.
de Totero D, Meazza R, Zupo S, et al. Interleukin-21 receptor (IL-21R) is upregulated by CD40 triggering and mediates pro-apoptotic signals in chronic lymphocytic
leukemia B cells. Blood. 2006;3:3.
9.
Gowda A, Roda J, Hussain SR, et al. IL-21 mediates apoptosis through up-regulation
of the BH3 family member BIM and enhances both direct and antibody-dependent cellular
cytotoxicity in primary chronic lymphocytic leukemia cells in vitro. Blood. 2008;111:47234730.
10.
Ettinger R, Sims GP, Fairhurst AM, et al. IL-21 induces differentiation of human naive
and memory B cells into antibody-secreting plasma cells. J Immunol. 2005;175:7867-7879.
11.
Avery DT, Ma CS, Bryant VL, et al. STAT3 is required for IL-21-induced secretion of
IgE from human naive B cells. Blood. 2008;112:1784-1793.
12.
Holm C, Nyvold CG, Paludan SR, Thomsen AR, Hokland M. Interleukin-21 mRNA
expression during virus infections. Cytokine. 2006;33:41-45.
13.
Martinelli C, Reichhart JM. Evolution and integration of innate immune systems from
fruit flies to man: lessons and questions. J Endotoxin Res. 2005;11:243-248.
14.
Multhoff G. Heat shock protein 70 (Hsp70): membrane location, export and
immunological relevance. Methods. 2007;43:229-237.
15.
Feng H, Zeng Y, Graner MW, Likhacheva A, Katsanis E. Exogenous stress proteins
enhance the immunogenicity of apoptotic tumor cells and stimulate antitumor immunity.
Blood. 2003;101:245-252.
16.
Stagg J, Johnstone RW, Smyth MJ. From cancer immunosurveillance to cancer
immunotherapy. Immunol Rev. 2007;220:82-101.
17.
Gastpar R, Gehrmann M, Bausero MA, et al. Heat shock protein 70 surface-positive
tumor exosomes stimulate migratory and cytolytic activity of natural killer cells. Cancer Res.
2005;65:5238-5247.
18.
Mahalingam D, Swords R, Carew JS, Nawrocki ST, Bhalla K, Giles FJ. Targeting
HSP90 for cancer therapy. Br J Cancer. 2009;100:1523-1529.
19.
Bossi G, Trambas C, Booth S, Clark R, Stinchcombe J, Griffiths GM. The secretory
synapse: the secrets of a serial killer. Immunol Rev. 2002;189:152-160.
20.
Germain RN, Stefanova I. The dynamics of T cell receptor signaling: complex
orchestration and the key roles of tempo and cooperation. Annu Rev Immunol. 1999;17:467522.
21.
Waldhauer I, Steinle A. NK cells and cancer immunosurveillance. Oncogene.
2008;27:5932-5943.
22.
Ambrosino E, Berzofsky JA, Terabe M. Regulation of tumor immunity: the role of NKT
cells. Expert Opin Biol Ther. 2008;8:725-734.
23.
Biron CA, Brossay L. NK cells and NKT cells in innate defense against viral
infections. Curr Opin Immunol. 2001;13:458-464.
24.
Kipps TJ. Human B cell biology. Int Rev Immunol. 1997;15:243-264.
25.
Vos Q, Lees A, Wu ZQ, Snapper CM, Mond JJ. B-cell activation by T-cellindependent type 2 antigens as an integral part of the humoral immune response to
pathogenic microorganisms. Immunol Rev. 2000;176:154-170.
26.
Hagn M, Schwesinger E, Ebel V, et al. Human B cells secrete granzyme B when
recognizing viral antigens in the context of the acute phase cytokine IL-21. J Immunol.
2009;183:1838-1845.
27.
Sontheimer K, Hagn M, Ebel V, Beyer T, Simmet T, Jahrsdörfer B. Interleukin 21 and
viral antigens trigger granzyme B secretion by human CD5+ B1 cells from cord blood. 2nd
European Congress of Immunology - ECI, Berlin. 2009: Abstract, Talk.
28.
Scheeren FA, Diehl SA, Smit LA, et al. IL-21 is expressed in Hodgkin lymphoma and
activates STAT5: evidence that activated STAT5 is required for Hodgkin lymphomagenesis.
Blood. 2008;111:4706-4715.
29.
Oudejans JJ, Kummer JA, Jiwa M, et al. Granzyme B expression in Reed-Sternberg
cells of Hodgkin's disease. Am J Pathol. 1996;148:233-240.
30.
Kim HP, Korn LL, Gamero AM, Leonard WJ. Calcium-dependent activation of
interleukin-21 gene expression in T cells. J Biol Chem. 2005;280:25291-25297.
31.
Leonard WJ, Zeng R, Spolski R. Interleukin 21: a cytokine/cytokine receptor system
that has come of age. J Leukoc Biol. 2008.
32.
M. Hagn, K. Sontheimer, K. Dahlke, S. Brüggemann, C. Kaltenmeier, T. Beyer, S.
Hofmann, O. Lunov, T. F. Barth, D. Fabricius, K. Tron, G. U. Nienhaus, T. Simmet, H.
Schrezenmeier, B. Jahrsdörfer. Human B cells differentiate into granzyme B-secreting
cytotoxic B lymphocytes upon incomplete T cell help. Immunol Cell Biol. 2011. In press.
33.
Dahlke K, Hagn M, Sontheimer K, et al. Incompletely activated CD4+ T cells induce
CD25++granzyme B+ regulatory B cells in an interleukin 21-dependent manner. Experimental
Biology Meeting, Anaheim. 2010:Abstract.
34.
Stefanova I, Dorfman JR, Germain RN. Self-recognition promotes the foreign antigen
sensitivity of naive T lymphocytes. Nature. 2002;420:429-434.
35.
Ge Q, Rao VP, Cho BK, Eisen HN, Chen J. Dependence of lymphopenia-induced T
cell proliferation on the abundance of peptide/ MHC epitopes and strength of their interaction
with T cell receptors. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001;98:1728-1733.
36.
Stefanova I, Dorfman JR, Tsukamoto M, Germain RN. On the role of self-recognition
in T cell responses to foreign antigen. Immunol Rev. 2003;191:97-106.
37.
Podack ER, Hengartner H, Lichtenheld MG. A central role of perforin in cytolysis?
Annu Rev Immunol. 1991;9:129-157.
38.
Pipkin ME, Lieberman J. Delivering the kiss of death: progress on understanding how
perforin works. Curr Opin Immunol. 2007;19:301-308.
39.
Lord SJ, Rajotte RV, Korbutt GS, Bleackley RC. Granzyme B: a natural born killer.
Immunol Rev. 2003;193:31-38.
40.
Bossi G, Griffiths GM. CTL secretory lysosomes: biogenesis and secretion of a
harmful organelle. Semin Immunol. 2005;17:87-94.
41.
Browne KA, Blink E, Sutton VR, Froelich CJ, Jans DA, Trapani JA. Cytosolic delivery
of granzyme B by bacterial toxins: evidence that endosomal disruption, in addition to
transmembrane pore formation, is an important function of perforin. Mol Cell Biol.
1999;19:8604-8615.
42.
Kurschus FC, Fellows E, Stegmann E, Jenne DE. Granzyme B delivery via perforin is
restricted by size, but not by heparan sulfate-dependent endocytosis. Proc Natl Acad Sci U S
A. 2008;105:13799-13804.
43.
Seth P. Mechanism of adenovirus-mediated endosome lysis: role of the intact
adenovirus capsid structure. Biochem Biophys Res Commun. 1994;205:1318-1324.
44.
Froelich CJ, Orth K, Turbov J, et al. New paradigm for lymphocyte granule-mediated
cytotoxicity. Target cells bind and internalize granzyme B, but an endosomolytic agent is
necessary for cytosolic delivery and subsequent apoptosis. J Biol Chem. 1996;271:2907329079.
45.
Gross C, Koelch W, DeMaio A, Arispe N, Multhoff G. Cell surface-bound heat shock
protein 70 (Hsp70) mediates perforin-independent apoptosis by specific binding and uptake of
granzyme B. J Biol Chem. 2003;278:41173-41181.
46.
Jahrsdörfer B, Vollmer A, Blackwell SE, et al. Granzyme B produced by human
plasmacytoid dendritic cells suppresses T cell expansion. Blood. 2010. 115: 1156-65.
47.
Gondek DC, Lu LF, Quezada SA, Sakaguchi S, Noelle RJ. Cutting edge: contactmediated suppression by CD4+CD25+ regulatory cells involves a granzyme B-dependent,
perforin-independent mechanism. J Immunol. 2005;174:1783-1786.
48.
Devadas S, Das J, Liu C, et al. Granzyme B is critical for T cell receptor-induced cell
death of type 2 helper T cells. Immunity. 2006;25:237-247.
49.
Buzza MS, Bird PI. Extracellular granzymes: current perspectives. Biol Chem.
2006;387:827-837.
50.
M. Hagn, V. Ebel, K. Sontheimer, E. Schwesinger, O. Lunov, T. Beyer, D. Fabricius,
T. F. Barth, A. Viardot, S. Stilgenbauer, J. Hepp, K. Scharffetter-Kochanek, T. Simmet, B.
Jahrsdörfer. CD5(+) B cells from individuals with systemic lupus erythematosus express
granzyme B. European Journal of Immunology. 2010. 40: 2060-2069.
51.
Romero V, Andrade F. Non-apoptotic functions of granzymes. Tissue Antigens.
2008;71:409-416.
52.
Metkar SS, Menaa C, Pardo J, et al. Human and mouse granzyme a induce a
proinflammatory cytokine response. Immunity. 2008;29:720-733.
53.
Casciola-Rosen L, Andrade F, Ulanet D, Wong WB, Rosen A. Cleavage by granzyme
B is strongly predictive of autoantigen status: implications for initiation of autoimmunity. J Exp
Med. 1999;190:815-826.
54.
Rosen A, Casciola-Rosen L. Autoantigens as substrates for apoptotic proteases:
implications for the pathogenesis of systemic autoimmune disease. Cell Death Differ.
1999;6:6-12.
55.
Loeb CR, Harris JL, Craik CS. Granzyme B proteolyzes receptors important to
proliferation and survival, tipping the balance toward apoptosis. J Biol Chem.
2006;281:28326-28335.
56.
Ganor Y, Teichberg VI, Levite M. TCR activation eliminates glutamate receptor
GluR3 from the cell surface of normal human T cells, via an autocrine/paracrine granzyme Bmediated proteolytic cleavage. J Immunol. 2007;178:683-692.
57.
Wieckowski E, Wang GQ, Gastman BR, Goldstein LA, Rabinowich H. Granzyme Bmediated degradation of T-cell receptor zeta chain. Cancer Res. 2002;62:4884-4889.
58.
Froelich CJ, Zhang X, Turbov J, Hudig D, Winkler U, Hanna WL. Human granzyme B
degrades aggrecan proteoglycan in matrix synthesized by chondrocytes. J Immunol.
1993;151:7161-7171.
59.
Kaiserman D, Bird CH, Sun J, et al. The major human and mouse granzymes are
structurally and functionally divergent. J Cell Biol. 2006;175:619-630.
60.
Lieberman J. The ABCs of granule-mediated cytotoxicity: new weapons in the
arsenal. Nat Rev Immunol. 2003;3:361-370.
61.
Heusel JW, Wesselschmidt RL, Shresta S, Russell JH, Ley TJ. Cytotoxic
lymphocytes require granzyme B for the rapid induction of DNA fragmentation and apoptosis
in allogeneic target cells. Cell. 1994;76:977-987.
62.
Trapani JA, Sutton VR, Smyth MJ. CTL granules: evolution of vesicles essential for
combating virus infections. Immunol Today. 1999;20:351-356.
63.
Bhat R, Watzl C. Serial killing of tumor cells by human natural killer cells enhancement by therapeutic antibodies. PLoS One. 2007;2:e326.
64.
Küppers R, Schwering I, Brauninger A, Rajewsky K, Hansmann ML. Biology of
Hodgkin's lymphoma. Ann Oncol. 2002;13 Suppl 1:11-18.
65.
Küppers R, Rajewsky K, Zhao M, et al. Hodgkin disease: Hodgkin and ReedSternberg cells picked from histological sections show clonal immunoglobulin gene
rearrangements and appear to be derived from B cells at various stages of development.
Proc Natl Acad Sci U S A. 1994;91:10962-10966.
66.
Graham KL, Thibault DL, Steinman JB, Okeke L, Kao PN, Utz PJ. Granzyme B is
dispensable for immunologic tolerance to self in a murine model of systemic lupus
erythematosus. Arthritis Rheum. 2005;52:1684-1693.
67.
Vignali DA, Collison LW, Workman CJ. How regulatory T cells work. Nat Rev
Immunol. 2008;8:523-532.
68.
Cao X, Cai SF, Fehniger TA, et al. Granzyme B and perforin are important for
regulatory T cell-mediated suppression of tumor clearance. Immunity. 2007;27:635-646.
69.
Puga I, Rao A, Macian F. Targeted cleavage of signaling proteins by caspase 3
inhibits T cell receptor signaling in anergic T cells. Immunity. 2008;29:193-204.
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