Das Adapterprotein Grb2 in B- und T-Lymphozyten der Maus
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Growth factor receptor bound protein 2 (Grb2) is a small, ubiquitously expressed and strongly conserved adapterprotein of 25-30 kDa. It contains one central Src homology 2 (SH2) and two neighboring Src homology 3 (SH3) domains and has no catalytic activity. Adapter proteins transmit and modulate proximal signals from receptors to distal functions.
B-cell specific Grb2-/- mice show reduced B cell numbers in the periphery. Grb2 does not influence apoptosis of peripheral B cells but it is crucial for B cell development which explains the reduced B cell numbers. B-cell specific Grb2-/- mice show a block in B cell development which starts in immature B cells of the bone marrow but is most distinct in transitional B cells of the spleen. Grb2 forces the expression of genes that are upregulated in transitional B cells and are related to PI3K signaling. This implies that impaired PI3K signaling is a reason for the block in B cell development.
Grb2 binds directly to the immunoglobulin tail tyrosine binding site of the IgG and IgE B-cell receptor in vitro which enhances B-cell receptor signaling. The transfer of defined numbers of IgG memory B-cells in recipient mice that are immunized afterwards to reactivate the IgG memory cells shows that Grb2 enhances the memory response of B cells in vivo and in a B-cell intrinsic fashion. This effect is independent of T-cell help. Grb2 enhances the memory response B cell intrinsically which is probably related to its binding to the immunoglobulin tail tyrosine binding site of the IgG B-cell receptor.
It has previously been shown that Grb2 has crucial functions in positive and negative selection of T cells. Grb2fl/fl Lckcretg mice where Grb2 is deleted early in development show a drastically reduced number of T cells in the periphery. If Grb2 is deleted at a later point in development at the CD4+CD8+ stage (Grb2fl/fl CD4cretg mice) the reduction of T cells in the periphery is much weaker.
T cell specific Grb2-/- mice show a less severe course of disease in an autoimmune encephalomyelitis model (EAE). Without Grb2 less TH1 and TH17 cells develop that elevate EAE severity whereas more regulatory T-cells develop that inhibit EAE. This seems to be related to a reduced activation potential of Grb2-/- T cells through antigen presenting cells. Therefore Grb2 is a positive factor for the development of TH1 and TH17 cells but a negative factor for the development of regulatory T cells in EAE. Mechanistically Grb2 also elevates the production of IL-6 which influences the ratio of TH17 and regulatory T cells and more proinflammatory TH17 T cells develop.
In summary Grb2 has crucial and non redundant functions in lymphocyte development and in the effector functions of lymphocytes.
Abstract
Das Adapterprotein growth factor receptor bound protein 2 (Grb2) ist ein kleines, hoch konserviertes Protein von 25-30 kDa und verfügt über eine zentrale Src homology 2 (SH2) und zwei flankierende Src homology 3 (SH3) Domänen. Grb2 besitzt keine katalytische Funktion, sondern trägt dazu bei proximale, rezeptorvermittelte Signale weiterzuleiten und zu modulieren.
B-Zell spezifische Grb2-/- Mäuse zeigen eine verringerte B-Zellzahl in der Peripherie. Grb2 hat keinen Einfluss auf die Apoptose von peripheren B-Zellen, sondern ist entscheidend in der B-Zell Entwicklung, was die reduzierten B-Zell Zahlen erklärt. B-Zell spezifische Grb2-/- Mäuse haben einen Block in der B-Zell Entwicklung, der in den unreifen B-Zellen im Knochenmark beginnt, aber in den transitionalen B-Zellen der Milz am deutlichsten wird. Grb2 wirkt fördernd auf Gene, die in transitionalen B-Zellen hoch reguliert werden und mit der PI3K Signalleitung in Verbindung stehen. Dies lässt vermuten, dass die PI3K Signalleitung am B-Zell Block beteiligt ist.
Grb2 bindet in vitro direkt an die immunoglobulin tail tyrosine (ITT) Bindestelle im IgG- und IgE- B-Zell Rezeptor (BZR) und verstärkt so das BZR Signal. Durch den Transfer einer definierten Zahl an IgG Gedächtniszellen und einer erneuten Immunisierung der Empfängertiere zur Reaktivierung der Gedächtnis B-Zellen wurde gezeigt, dass Grb2 die Gedächtnisantwort auch in vivo zellintrinsisch fördert. Dieser Effekt ist unabhängig von T-Zell Hilfe. Der positive B-Zell intrinsiche Effekt von Grb2 auf die Gedächtnisantwort hängt vermutlich mit einer Bindung an die immunoglobulin tail tyrosine (ITT) Bindestelle im IgG BZR zusammen.
Vorausgegangene Studien haben gezeigt, dass Grb2 in T-Zellen eine wichtige Rolle in der positiven und negativen Selektion von T-Zellen spielt. Grb2fl/fl Lckcretg Mäuse, die Grb2 früh in der T-Zell Entwicklung deletieren, haben eine drastisch reduzierte Zahl an T-Zellen in der Peripherie. Eine spätere Deletion von Grb2 in CD4+CD8+ T-Zellen des Thymus (Grb2fl/fl CD4cretg Mäuse) führt zu einer milderen Reduktion der T-Zellen in der Peripherie.
T-Zell spezifische Grb2-/- Mäuse weisen einen milderen Krankheitsverlauf im autoimmunen Enzephalomyelitis Modell (EAE) auf als wildtyp Mäuse. Durch das fehlende Grb2 entwickeln sich weniger TH1 und TH17 Zellen, welche die EAE fördern, während mehr regulatorische T-Zellen gebildet werden, die inhibierend auf die Krankheit wirken. Dies hängt wahrscheinlich mit einer reduzierten Aktivierbarkeit der Grb2-/- T-Zellen durch antigenproduzierende Zellen zusammen. Damit ist Grb2 ein positiver Faktor für die Entwicklung von TH1 und TH17 Zellen und ein negativer Faktor für die Entwicklung von T-reg Zellen in der EAE. Mechanistisch fördert Grb2 die Produktion von IL-6 und könnte so das Verhältnis von TH17 zu regulatorischen T-Zellen zu Gunsten der proinflammatorischen TH17 T-Zellen verschieben.
Zusammengefasst hat Grb2 wichtige, nicht redundante Funktionen bei der Entwicklung von Lymphozyten und der Funktion von Effektorlymphozyten.