Universität zu Köln

Exploring the influence of B cell receptor signaling components on the development and homeostasis of B cells

Song, Jian (2007) Exploring the influence of B cell receptor signaling components on the development and homeostasis of B cells. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    IgG1 (gamma1), known as surface marker of memory B cells, is characterized with a conserved cytoplasmic tail that is lacking in IgM (mu) and IgD (delta) chains (Geisberger et al., 2003; Neuberger et al., 1989; Reth, 1994). To investigate the physiological role of this cytoplasmic tail, a novel mouse strain (IgG1i) was established in which Cgamma1 takes place all the other CH gene segments. IgG1i mice exclusively express membrane-bound IgG1 in the B lineage. On the other hand, it is known that signal transduction through mu and delta chains relies entirely on the cytoplasmic tails of the BCR-associated Igalpha/beta heterodimer. To assess whether signal-transduction through gamma1 is also Igalpha/beta-dependent, we generated the IgalphadeltacIgG1i mice which carry the IgG1 BCR in combination with Igalpha truncation and the IgbetadeltacIgG1i mice which carry the IgG1 BCR in combination with Igbeta truncation. We found that signal of gamma1 affects peripheral B cell compartment distinctly when combining Igbeta truncation or Igalpha truncation. B cells number in IgalphadeltacIgG1i mice is over ten times as the number in Igalphadeltac mice. In contrast, IgbetadeltacIgG1i mice did not increase the number of B cells in compared with Igbetadeltac mice. Our data suggested that the increased number of peripheral B cells in the IgalphadeltacIgG1i mice compared to IgbetadeltacIgG1i mice did not come from an advantage in the BM B cell development, but rather from a peripheral influence. Due to the insufficient receptor expression, Igalpha or Igbeta mutant B cells were unable to respond to the survival signal of BAFF and exhibit down-regulated expression of basal Bcl-XL accordingly. This down-regulation of Bcl-XL is correlated with the faster faded away phosphorylation of PLCgamma2 and reduced level of IKBalpha phosphorylation. These findings suggested that the B cell survival signal through gamma1 depends on both Igalpha and Igbeta but mainly on Igbeta which is required for NF-kappaB-directed Bcl-XL expression. B cell-specific Smad7-deficient mouse Previous in vitro studies showed Smad7 is induced by the TGF-beta superfamily members and negatively modulates TGF-beta signaling. To clarify the biological role of Smad7 in Blymphocytes, we have generated a B cell-specific Smad7-deficient mouse line (CD19Cre/Smad7flox). Our data indicated that Smad7 plays an important role in TGF-beta- dependent regulation of IgA switching. Also it regulates the maintenance of B-2 B cells in the peritoneal cavity. In summary, our findings suggest that Smad7 is a crucial downstream inhibitor in TGF-beta receptor signaling in B cells.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Der Zelloberflächenmarker IgG1 auf Memory B Zellen ist durch eine konservierte zytoplasmatischen Domäne, die bei den IgM und IgD Ketten fehlt, charakterisiert. Um die Rolle dieser zytoplasmatischen Domäne zu untersuchen, wurde die IgG1i Maus generiert, welche die Cgamma 1 Kette anstatt der restlichen Ch Segmente trägt/exprimiert. Diese Mäuse expremieren ausschließlich IgG1 in B Zellen. Die Signaltransduktion der B Zell Rezeptoren (BCR) erfolgt über die mu bzw. gamma Kette in Kombination mit den Heterodimeren Igalpha/beta. Um herauszufinden ob die Signaltransduktion über gamma1 zusätzlich abhängig von Igalpha/beta ist, wurden IgalphadeltacIgG1i Mäuse generiert, die den IgG1 BCR in Kombination mit Igalpha Mutation tragen und IgbetadeltacIgG1i Mäuse, welche den IgG1 BCR in Kombination mit einer Igbeta Mutation tragen. Mit Hilfe dieser Mausmodelle konnten wir zeigen, dass gamma1 ausschließlich in Kombination mit Igalpha oder Igbeta Einfluss auf das periphere B Zell Kompartment hat. Die Anzahl der B Zellen in IgalphadeltacIgG1i Mäusen ist 10 fach erhöht verglichen mit der Anzahl von B Zellen in Igalphadeltac Mäusen. In IgbetadeltacIgG1i ist die B Zell Zahl im Vergleich mit Igbetadeltac Mäusen unverändert. Diese Daten deuten darauf hin, das die divergenten Effekte der gamma1 Signal Transduktion im peripheren B Zell Kompartment der IgalphadeltacIgG1i und der IgbetadeltacIgG1i Mäuse vom Überleben oder von der Proliferation der B Zellen in der Peripherie abhängig ist. Auf Grund der insuffizienten Expression der Rezeptoren, reagieren Igalpha oder Igbeta mutierte B Zellen nicht auf den Überlebensfaktor BAFF und regulieren die basale Expression von Bcl-XL herunter. Die verminderte Expression von Bcl-XL korreliert mit der beschleunigten PLCgamma2 Phosphorylierung und einer verminderten Phosphorylierung von IkBalpha. Diese Ergebnisse lassen eine Abhängigkeit des gamma1- B Zell Überlebenssignal von Igalpha und Igbeta vermuten, wobei Igbeta eine wichtigere Rolle auf Grund des Einflusses auf die NF-kappaB abhängigen Expression von Bcl-XL zuteil wird. Vorangegangene in vitro Versuche haben gezeigt, dass Smad7 von Mitgliedern der TGF-beta Superfamilie induziert wird und die Signaltransduktion von TGF-beta negativ reguliert. Um die biologische Funktion von Smad7 in B Lymphozyten zu untersuchen, wurde eine Mauslinie etabliert, (CD19Cre/Smad7flox) in der Smad7 ausschließlich in B Zellen deletiert ist. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Smad7 eine wichtige Rolle in der TGF-beta abhängigen Regulation von IgA hat. Des Weiteren reguliert Smad7 Homöostase des B-2 B Zell Pools im Peritoneum. Zusammenfassend lässt sich aus den in dieser Arbeit präsentierten Daten schließen, dass Smad7 ein wichtiger Inhibitor in B Zellen ist, der unterhalb des TGF- beta Rezeptors fungiert.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Song, Jiansjjhm@hotmail.com
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-22539
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    B -Zellen Rezeptor , IgG1 , B-Zellen Entwicklung , Smad7 , TGFbetaGerman
    B cell receptor , IgG1 , B cell development , Smad7 , TGFbetaEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Institut für Genetik
    Language: English
    Date: 2007
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 27 August 2007
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 26 Feb 2008 11:27:42
    Referee
    NameAcademic Title
    Abken, HinrichProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/2253

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