Studies of molecular events during peripheral B cell differentiation

Abstract

This thesis focuses on molecular changes occuring during terminal B cell differentiation as well as on somatic hypermutation and the generation and maintenance of B cell memory. During T cell dependent immune responses the average affinity for the eliciting antigen increases with time. This affinity maturation is generated by somatic hypermutation and selection for B cells carrying a high-affinty BCR. A secondary immune response is characterised by rapid differentiation of memory B cells into plasma cells producing high affinty antibodies. However, the V gene repertoire of a secondary response differs from that used in the primary response, called repertoire shift. Analysis of the repertoire shift accuring during the immune response to phOx-OVA showed that the repertoire shift occured already during the memory maintenance phase of the response. While systemic immune responses are abolished in CD28 deficient mice they mount normal IgA responses to oral immunisation with KLH-CT. We have shown that the IgA plasma cells present in the lamina propria have undergone somatic hypermutation and functional experiments indicate that they have also undergone affinity selection. This is in spite of the total absence of germinal center structures both in the PP and in the MLN. Two proteins that is differentially expressed in plasma cells were identified by cDNA subtraction. One of the proteins is Ly6C, a surface protein previously shown to be expressed on T cell subsets. We show that within the B cell lineage it is expressed only on plasma cells. Also, crosslinking of the Ly6C protein might positively modulate Ig secretion. The other protein that was identified is a novel thioredoxin-like protein, PC-TRP, expressed specifically in plasma cells. A functional analysis of the properties of this protein might yield some interesting insight into plasma cell biology.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Immunsystemet skyddar oss mot de patogener (t ex bakterier eller virus) som vi dagligen utsätts för. Det består av flera olika samtidigt verkande system. De enklare består av vår hud och de olika slemhinnor som finns till exempel i halsen och i tarmsystemet. Vidare finns det olika typer av celler och blodproteiner som kan skydda oss mot många infektioner. Det mest utvecklade, och invecklade, systemet är det specifika immunsystemet. Det består framför allt av vita blodkroppar, lymfocyter. Dessa celler har ytproteiner som kan känna igen till exempel virusinfekterade celler eller bakterier. Miljontals lymfocyter bildas dagligen i kroppen. Det unika med dessa celler är att varje cell som bildas endast kan känna igen en enda främmande struktur. Alla de celler som bildas känner dock igen olika strukturer vilket gör att det totala antalet strukturer som kan kännas igen är mycket stort. Dessa celler cirkulerar i kroppen och om de möter den struktur som de känner igen aktiveras cellen och börjar dela på sig. Detta medför att stora mängder celler med samma specificitet bildas och kan bekämpa tex en infektion. Lymfocyter kan delas in i T och B celler. T cellerna kan antingen döda till exempel virusinfekterade celler direkt eller producera lösliga proteiner som stimulerar andra celltyper. B cellerna producerar lösliga antikroppar. Om dessa antikroppar binder till en bakterie leder det till att den elimineras. En annan central mekanism som är unik för det specifika immunsystemet är att minnesceller bildas. Om vi råkar ut för samma infektion ytterligare en gång kan dessa minnesceller skydda oss. Detta är basen för hur ett vaccin fungerar och orsaken till att vi till exempel bara drabbas av "barnsjukdomar" en gång under livet. Vad det gäller B celler så är det inte bara ett relativt stort antal minnesceller som skyddar oss vid en andra infektion. De minnes B celler som skapas är också förändrade så att de kan binda sin specifika struktur bättre än de kunde när de först aktiverades. Detta kallas affinitetsmognad och sker genom att de gener som kodar för antikropparna blir muterade. Dessa punktmutationer gör att styrkan i bindningen ökar och antikropparna blir därmed effektivare. De tre första artiklarna som ingår i denna avhandling analyserar olika aspekter av affinitetsmognad. Detta involverar en analys av hur de minnes B celler som skapas under en första infektion överlever och förändras inför en andra infektion. Vidare analyserar vi hur affinitetsmognaden påverkas i möss där ett protein som är centralt för immunsystemet har slagits ut. I de sista artiklarna har vi analyserat de cellulära förändringar som sker när en B cell aktiveras och börjar producera lösliga antikroppar. I dessa arbeten har vi identifierat två proteiner som uttrycks huvudsakligen i dessa celler. Det första proteinet uttrycks även i andra celltyper men bland B celler är det bara de antikroppsproducerande cellerna som uttrycker det. Det är därför en bra markör för dessa celler. Detta protein verkar även kunna stimulera dessa celler att producera mer antikroppar. Det andra identifierade proteinet är tidigare okänt. Vi vet ännu inte funktionen av detta protein men det finns endast i de celler som producerar lösliga antikroppar. Vidare så har man hittat vissa cancerformer som är förändrade i en region av DNA som även innehåller den gen som kodar för det identifierade proteinet finns. Detta skulle kunna betyda att det är involverat i aktivering av vissa cancerformer.

• author: Wrammert, Jens
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Andersson, Jan, University of Basel
• organization: Immunology (research group)
• publishing date: 2002
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Immunology in the medical area
• keywords: transplantation, Immunologi, serologi, serology, Immunology, B cells, Differentiation
• pages: 176 pages
• defense location: Rune Grubb-salen, BMC
• defense date: 2002-05-23 09:00:00
• ISBN: 91-628-5224-8
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: Article: Andersson, K., Wrammert, J., and Leanderson, T., Repertoire shift occurs during the memory maintenance phase of the immune responses and is not affinity-driven. 1999, Scand. J. Immunol. 49:1-6 Article: Gärdby, E., Wrammert, J., Schön, K., Ekman, L., Leanderson, T., and Lycke, N., Strong differential regulation of serum and mucosal IgA responses as revealed in CD28-deficient mice using cholera toxin adjuvant. Manuscript. Article: Wrammert, J., Vingsbo-Lundberg, C., and Leanderson, T., A transgenic marker expressed on discrete populations during B cell development. 2001, Scand. J. Immunol. 54:357-65 Article: Wrammert, J., Källberg, E., Agace, W., and Leanderson, T., Ly6C expression differentiates plasma cells from other B cell subsets in mice. 2002. Eur. J. Immunol. 32:97-103 Article: Wrammert, J., Källberg, E., and Leanderson, T., Identification of a novel thioredoxin related protein, PC-TRP, specifically expressed in plasma cells. Manuscript.
• id: 8e4a9ee7-dce7-4995-b387-b66db5f1d006 (old id 464655)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:27:41
• date last changed: 2018-11-21 20:58:53