Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Analyse von MHC II Molekülen und Beladungskofaktoren in gereinigten Dünndarmepithelzellen der Maus

Meyer, Gesa

The aim of this project was to analyse the functions of mouse small intestinal enterocytes concerning their role as antigen presenting cells. Establishing a procedure to isolate intestinal epithelial cells by modifying a described method was the first step. Small clusters of farly intact, mature enterocytes were isolated containing only small amounts of T-Lymphocytes. As the epithelial cell preparation contained nearly no APCs, the enterocytes could be analysed without the risk of the results being falsificated by a contamination with these cells. Via western blotting and immunofluorescence MHC class II and its cofactor in peptide loading invariant chain were detected. The results also gave rise to the assumption that there is an expression of H2-M. All detected proteins were constitutively expressed without prior inflammatoric stimulation being necessary. The Amount of MHC II detected corresponded to the amount expressed in professional antigen presenting cells. The expression of invariant chain was only one tenth of the one in professional antigen presenting cells. Nevertheless concerning the function of antigen presentation small intestinal enterocytes come closer to professional APCs than to non professional APCs which do not express neither MHC II nor their cofactors without prior inflamatory stimulation. The localisation of MHC II at the basolateral cell membrane and in late endocytic compartiments was the same as previously described for small intestinal enterocytes. This data before only described electron microscopically was now confirmed via immunofluorescence microscopy. Invariant chain was detected in perinuclear and peripheral vesicles at the apical cell side. The former most likely contributed to the biosynthetic organelles (ER, golgi, TGN), the latter  to the early endosome. This localisation within the cells leads to the assumtion that the process of peptide loading of MHC II in small intestinal enterocytes corresponds to the one in other APCs. Taken together it can be concluded  that small intestinal enterocytes play an important role as antigen presenting cells. Their function within the scope of imunological tolerance or defence of the small intestine remains an interesting question to be investigated.     

Zielsetzung dieser Arbeit war es, Funktionen von Enterozyten des Dünndarms der Maus hinsichtlich ihrer Rolle als antigenpräsentierende Zellen zu analysieren. Hierfür wurde zunächst durch Modifizierungen einer bereits beschriebenen Methode ein Verfahren zur Isolierung intestinaler epithelialer Zellen in der Arbeitsgruppe etabliert. Es gelang, kleine Verbände weitgehend intakter reifer Enterozyten zu isolieren, die nur zu einem sehr geringen Anteil mit Zellen eines anderen Zelltyps verunreinigt waren. Bei diesen Kontaminations-Zellen handelte es sich um T-Lymphozyten. Die Epithelzellpräparation war fast vollständig frei von APCs. So konnten Untersuchungen der Enterozyten auf ihre Rolle als APCs vorgenommen werden, ohne dass befürchtet werden musste, dass die Ergebnisse verfälscht werden könnten. Mittels der Technik des Western-Blottings und der Immunfluoreszenz konnten MHC II sowie der Beladungskofaktor invariante Kette in Dünndarmepithelzellen nachgewiesen werden. Zudem wurden Hinweise auf eine Expression von H2-M erhalten. Diese Proteine wurden konstitutiv exprimiert, ohne dass eine vorangegangene inflammatorische Stimulation notwendig war. Die Menge des von Enterozyten des Dünndarms exprimierten MHC II entsprach der Expressionshöhe einer professionellen antigenpräsentierenden Zelle. Die Expression an invarianter Kette betrug nur ein Zehntel der Menge der in professionellen APCs exprimierten invarianten Kette. Dennoch stehen die Dünndarmepithelzellen diesen Ergebnissen zufolge in ihrer Funktion den professionellen APCs näher als den nicht professionellen APCs, welche konstitutiv weder MHC II noch Beladungskofaktoren exprimieren. Die Lokalisation des MHC II an der basolateralen Zellmembran sowie intrazellulär in späten endozytotischen Kompartimenten wie multivesikuläre Körperchen und Lysosomen entsprach der aus Enterozyten des Dünndarms bereits bekannten Lokalisation von MHC II. Diese bislang elektronenmikroskopisch erstellten Daten konnten in der vorgelegten Arbeit in der Immunfluoreszenz bestätigt werden. Invariante Kette wurde in perinukleären und peripheren Vesikeln auf der apikalen Zellseite nachgewiesen. Bei ersteren handelte es sich vermutlich um biosynthetische Organellen (ER, Golgi, TGN), bei letzteren wahrscheinlich um frühe Endosomen. Diese intrazelluläre Lokalisation lässt auf ein in anderen APCs entsprechenden Mechanismus der Beladung von MHC II mit Peptiden schließen. Welche Rolle die Dünndarmepithelzellen im Rahmen der immunologischen Toleranz bzw. Abwehr des Dünndarms spielen, bleibt eine interessante Fragestellung für zukünftige Untersuchungen.

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Meyer, Gesa: Analyse von MHC II Molekülen und Beladungskofaktoren in gereinigten Dünndarmepithelzellen der Maus. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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