{{ mc.sd.lang | uppercase }}
The role of the STAT1ß isoform in CD4+ T cell differentiation
Bianca Luckerbauer
Tanja Bulat
Birgit Strobl
Bachelor thesis - University of Veterinary Medicine Vienna - 2020
T lymphocytes are an important part of the adaptive immune system. After development and maturation in the thymus, naïve CD4+ T cells migrate to the periphery to reside in secondary lymphoid organs, such as lymph nodes and spleen. Naïve CD4+ T cells are activated via signals from antigen-presenting cells (APCs) and exposure to cytokines, which direct their differentiation into certain T helper (TH) cell subsets. The Janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT) signalling pathway has a major role in the polarization of CD4+ T cells. STAT1 acts as a key transcriptional factor downstream of interferon (IFN) signalling. In humans and mice, STAT1 occurs in two isoforms: the full-length STAT1α and the truncated STAT1β. Aim of this study was to investigate the impact of STAT1β on the differentiation of TH cell subsets using mice that express only the STAT1α isoform (Stat1α/α mice) and wild-type (WT) mice. Naïve CD4+ T cells were isolated from spleen and lymph nodes of WT and Stat1α/α mice and differentiated under TH1-, TH17- or non-polarizing (TH0) conditions. The abundance of signature transcription factors (T-bet and RORγt) and cytokines (IFN-γ and IL-17A) was quantified using flow cytometry. In addition, total RNA was isolated from TH0 and TH1 cells and the expression of genes associated with TH1 (Stat1, Ifng, Tbx21) TFH (Bcl6) and cytotoxic CD4+ T cells (Gzmb, Prf1 and Crtam) was determined by RT-qPCR. Our results show an increase in IFN-γ production in both TH1 and TH0 conditions in Stat1α/α compared to WT cells, indicating increased TH1 differentiation in the absence of STAT1β. Moreover, we found an increased expression of genes related to a cytotoxic program upon activation of Stat1α/α CD4+ T cells under TH0 conditions, suggesting that STAT1β may also inhibit the differentiation of cytotoxic CD4+ T cells. The absence of STAT1β also resulted in an impaired production of IL-17A upon activation under TH17-polarising conditions. Collectively, our data suggest that the absence of STAT1β disbalances TH cell differentiation towards an increase in TH1 cells, CD4+ CTLs and possibly TFH, and a decrease in TH17 cell programs.
Bachelorarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2020
T-Lymphozyten sind ein wichtiger Bestandteil des adaptiven Immunsystems. Nach der Entwicklung und Reifung im Thymus wandern naive CD4+ T-Zellen in die Peripherie, um sich in sekundären lymphoiden Organen wie Lymphknoten und Milz anzusiedeln. Naive CD4+ T- Zellen werden über Signale von Antigen-präsentierenden Zellen und durch Zytokine, die die Differenzierung in bestimmte T-Helfer (TH) Zell-Untergruppen steuern, aktiviert. Der Janus Kinase (JAK)/ „signal transducer and activator of transcription” (STAT) Signalweg spielt eine wichtige Rolle bei der Polarisierung von CD4+ T-Zellen. STAT1 fungiert als Schlüsseltranskriptionsfaktor in der Interferon (IFN) - Signalübertragung. Bei Menschen und Mäusen existiert STAT1 in zwei Isoformen: STAT1α (volle Länge) und STAT1β (verkürzt). Ziel dieser Studie war es, den Einfluss von STAT1β auf die Differenzierung von TH-Zell- Untergruppen unter Verwendung von STAT1α-Isoform (Stat1α/α)- und Wildtyp (WT)-Mäusen zu untersuchen. Naive CD4+ T-Zellen wurden aus Milz und Lymphknoten von WT und Stat1α/α Mäusen isoliert und unter TH1-, TH17- oder nicht polarisierenden (TH0) Bedingungen differenziert. Die Menge an charakteristischen Transkriptionsfaktoren (T-bet und RORγt) und Zytokinen (IFN-γ und IL-17A) wurde mittels Durchflusszytometrie quantifiziert. Zusätzlich wurde totale RNA aus TH0- und TH1-Zellen isoliert und mittels RT-qPCR die Expression von Genen, die mit TH1- (Stat1, Ifng, Tbx21) TFH- (Bcl-6) oder cytotoxischen CD4+ T-Zellen (Gzmb, Prf1 und Crtam) assoziiert sind, bestimmt. Unsere Ergebnisse zeigen sowohl unter TH1- als auch unter TH0-Bedingungen einen Anstieg der IFN-γ-Produktion in Stat1α/α im Vergleich zu WT-Zellen, was auf eine erhöhte TH1-Differenzierung in Abwesenheit von STAT1β hinweist. Darüber hinaus fanden wir bei Aktivierung von Stat1α/α-CD4+ T-Zellen unter TH0-Bedingungen eine erhöhte Expression von Genen, die mit einem zytotoxischen Programm zusammenhängen, was darauf hindeutet, dass die Abwesenheit von STAT1β auch die Differenzierung von zytotoxischen CD4+ T-Zellen verstärkt. Im Gegensatz dazu führte das Fehlen von STAT1β führte bei Aktivierung unter TH17-polarisierenden Bedingungen auch zu einer beeinträchtigten Produktion von IL-17A. Zusammengefasst zeigen unsere Daten, dass das Fehlen von STAT1β das Gleichgewicht der Differenzierung von TH-Zellen beeinflusst, wodurch eine Zunahme von TH1-Zellen, CD4+ CTLs und möglicherweise TFH und eine Abnahme des TH17-Zellprogramms entsteht.
Englisch
2020
© Alle Rechte vorbehalten