Die Regulation von humanen natürlichen Killerzellen: regulierte SAP-Expression und die Rolle der Lipid Rafts - Endt, Johanna (2006)
Die Aktivität Natürlicher Killerzellen wird durch eine Vielzahl aktivierender und inhibierender NK Zell Oberflächenrezeptoren reguliert. Die Signaltransduktion der einzelnen Rezeptoren und die Interaktion zwischen den verschiedenen Rezeptoren untereinander sind noch weitgehend unverstanden. Körpereigene Zellen sind durch die Zelloberflächenexpression von MHC Klasse I Molekülen vor einem Angriff der NK Zellen geschützt. Einige Studien lieferten jedoch Daten, die zu der Vermutung führten, dass der aktivierende NKG2D-Rezeptor die Signale der MHC Klasse I-bindenden, inhibierenden Rezeptoren übergehen könnte und trotz der MHC-Klasse I Expression der Zielzellen deren Lyse durch die NK Zellen induziert. In dieser Arbeit wurde zum einen das Wechselspiel zwischen aktivierenden und inhibierenden Rezeptoren am Beispiel des NKG2D-Rezeptors untersucht. So konnte ein Modell über die molekularen Mechanismen der NK Zell Regulation aufgestellt werden. Dabei spielen spezielle Membranbereiche, die sog. Lipid Rafts, eine essentielle Rolle. NKG2D wurde nach Ligandenbindung in diese Membranbereiche rekrutiert. Nach biochemischer Zerstörung der Lipid Rafts war die NKG2D-vermittelte NK Zell Aktivierung blockiert. Es konnte gezeigt werden, dass inhibierende Rezeptoren in die NKG2D Signalkaskade eingreifen, indem sie gezielt die Raft-Rekrutierung des Rezeptors blockieren. Angriffspunkt ist dabei das intrazelluläre Signalprotein Vav1, welches die Reorganisation des Aktin-Zytoskeletts vermittelt. Durch die Stimulation inhibierender Rezeptoren wird Vav1 dephosphoryliert und somit inaktiviert, wodurch die Aktinpolymerisation und die daran gekoppelte Raft-Rekrutierung von NKG2D und die Raft-Akkumulation an der Immunologischen NK Zell Synapse verhindert wird. Die Aktivität der NK Zelle wird nicht nur durch das Zusammenspiel aktivierender und inhibierender Rezeptoren reguliert, sondern auch durch die Modulation der Aktivität von stimulierenden Rezeptoren, wie dem 2B4 Rezeptor. Der 2B4 Rezeptor ist einer der am besten charakterisierten NK Zell Rezeptoren. Er kann NK Zellen direkt aktivieren oder nur als kostimulierendes Molekül fungieren. In unreifen NK Zellen oder in NK Zellen von Patienten mit dem X-linked lymphoproliferative disease (XLP) scheint er sogar inhibierende Signale zu induzieren. Diese Vielseitigkeit der transduzierten Signale könnte durch die vielen verschiedenen intrazellulären Signalmoleküle vermittelt werden, die an den 2B4-Rezeptor binden können. Das kleine SH2 Domänen-haltige Adapterprotein SAP spielt für die Funktion von 2B4 eine essentielle Rolle. XLP Patienten besitzen durch ein mutiertes SAP Gen kein funktionelles SAP Protein und leiden unter einem starken Immundefekt. NK Zellen dieser Patienten können nicht über 2B4 aktiviert werden. Über die Regulation von SAP existieren eine Reihe gegensätzlicher Daten im humanen und murinen System und in unterschiedlichen Zelltypen. In dieser Arbeit wurde deshalb die Regulation von SAP in humanen NK Zellen untersucht und dessen mögliche Auswirkungen auf die Aktivität des 2B4-Rezeptors. Alle Versuche wurden dabei in primären humanen NK Zellen aus gesunden Spendern durchgeführt. Unstimulierte NK Zellen exprimieren kein oder kaum detektierbare Mengen an SAP Protein. Es konnte gezeigt werden, dass die Stimulation humaner NK Zellen mit IL-2, IL-12, IFN-? und polyI:C eine deutliche Hochregulation der SAP-Genexpression induzierte. Interessanterweise konnten unterschiedliche Varianten des SAP Proteins detektiert werden. Desweiteren konnte in dieser Arbeit zum ersten Mal auch eine, im Vergleich zu SAP gegenläufige, Regulation des Adapterproteins EAT-2 gezeigt werden. Die Regulation der SAP-Expression führte zu einer Modulation der 2B4-vermittelten NK Zell Aktivität. So konnte eine klare Korrelation zwischen den exprimierten SAP-Mengen in ruhenden und IL-2 aktivierten NK Zellen und der Aktivität des 2B4 Rezeptors festgestellt werden. Dabei stellte sich heraus, dass 2B4 bei geringen SAP-Mengen eine kostimulatorische Rolle zu übernehmen scheint und in aktivierten NK Zellen die Rolle eines eigenständigen, aktivierenden Rezeptor übernimmt.
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