Humane CD4 + CD25 + regulatorische T-Zellen: Charakterisierung von Subpopulationen und Identifizierung eines Markers

CD4+CD25+ regulatorische T-Zellen (CD4+CD25+ Tregs) sind essentiell an der Homöostase des Immunsystems beteiligt, indem sie eine antigenspezifische Toleranzinduktion in der Peripherie vermitteln und vor der Entstehung von Autoimmunerkrankungen schützen. Darüber hinaus sind diese Zellen wesentlich an der Kontrolle von Allergien, Infektionen und Tumoren beteiligt. Innerhalb dieser Arbeit konnten zwei bisher unbekannte Subpopulationen humaner CD4+CD25+ Tregs, isoliert aus dem peripheren Blut des Menschen, nachgewiesen werden. Diese Subpopulationen unterscheiden sich in ihrer Oberflächenexpression und exprimieren die Integrine a4b1 bzw. a4b7. Beide Treg-Subpopulationen supprimieren kokultivierte CD4+ T-Helferzellen Zellkontakt-abhängig und konvertieren gleichzeitig einen Teil dieser Zellen in sekundäre Suppressorzellen (iTregs). a4b1+ Tregs induzieren TGF-β-sezernierende iTregs, a4b7+ Tregs führen zur Bildung von IL-10-produzierenden iTregs. Differentielle Proteomanalysen humaner CD4+CD25+ Tregs, im Vergleich zu CD4+CD25- T-Helferzellen, führten zur Identifizierung von Galectin-10 als Markerprotein, das fast ausschließlich von CD4+CD25+ Tregs und nicht von CD4+ T-Helferzellen exprimiert wird. Galectin-10 ist ein intrazelluläres Protein, das essentiell für die funktionellen Eigenschaften humaner CD4+CD25+ Tregs ist. Die Blockade der Galectin-10-Bildung in den CD4+CD25+ Tregs durch RNA-Interferenz führte zu wesentlichen funktionellen Veränderungen der CD4+CD25+ Tregs. In Abwesenheit von Galectin-10 verlieren humane CD4+CD25+ Tregs ihre suppressiven Eigenschaften und ihren anergischen Phänotyp. Somit konnte mit Galectin-10 erstmals ein spezifischer Marker für humane CD4+CD25+ Tregs identifiziert werden, der wesentlich für den funktionellen Phänotyp dieser Regulatoren peripherer T-Zelltoleranz ist.

CD4+CD25+ regulatory T cells (CD4+CD25+ Tregs) are essentially involved in the homeostasis of the immune system by mediating an antigen-specific tolerance induction in the periphery and therefore preventing autoimmune diseases. Moreover, these cells are involved in the control of allergic diseases, infections and tumors. In this study we describe two previously unknown subpopulations of human CD4+CD25+ Tregs isolated from peripheral blood, which are characterized by expression of either the integrin a4b7 or a4b1. Both Treg-subsets suppress co-cultured CD4+ T helper cells in a cell-contact dependent manner and are able to convey suppressive capacity to these T cells, converting them into secondary suppressor cells (iTregs). a4b1+ Tregs induce TGF-b-producing iTregs, whereas a4b7+ Tregs induce IL-10-producing iTregs. Using differential proteomics, we identified galectin-10 as a marker, constitutively expressed in human CD4+CD25+ Tregs while nearly absent in resting and activated CD4+ T helper cells. Expression of galectin-10 is strictly intracellular and the protein is essential for the functional properties of human CD4+CD25+ Tregs. Inhibition of galectin-10 synthesis in CD4+CD25+ Tregs by RNA-interference resulted in significant functional changes of these cells. In absence of galectin-10 human CD4+CD25+ Tregs loose their suppressive capacity and their anergic phenotype. Therefore, identification of galectin-10 reveals for the first time a specific marker of human CD4+CD25+ Tregs, which is essential for their functional properties and regulation of peripheral T cell tolerance.