NR AHGB
AU Li,R.; Liu,D.; Zanusso,G.; Liu,T.; Fayen,J.D.; Huang,J.H.; Petersen,R.B.; Gambetti,P.; Sy,M.S.
TI The expression and potential function of cellular prion protein in human lymphocytes
QU Cellular Immunology 2001 Jan 10; 207(1): 49-58
PT journal article
AB We examined expression of the normal cellular prion protein (PrPc) in human peripheral blood mononuclear cells (PBMC) and in transfected neuroblastoma cells with a panel of six monoclonal antibodies (Mabs). While all six of the Mabs reacted strongly with the neuroblastoma cells, only four of the Mabs reacted with PrPc expressed by human PBMC. PrPc is expressed at high levels in human T cells, B cells, monocytes, and dendritic cells, but not in red blood cells. Immunoblotting studies revealed that the PrPc glycoforms and the composition of the N-linked glycans on PrPc in human PBMC are different from those of the brain or the neuroblastoma cells. In human PBMC and the neuroblastoma cell lines the N-terminal portion of the PrPc is hypersensitive to proteolytic digestion, suggesting that the N-terminus of the PrPc on the surface of a living cell lacks secondary structure. We found that the level of PrPc expressed on the surface of human T lymphocytes was up-regulated as a consequence of cellular activation. Accordingly, memory T cells express more PrPc than naive T cells. In addition, the proliferation of human T lymphocytes stimulated with an anti-CD3 Mab was inhibited by anti-PrPc Mabs. Collectively, these results suggest that PrPc can participate in signal transduction in human T lymphocytes.
IN
Das normale zelluläre Prionprotein PrPc wurde auf 80-90% der T-Zellen (CD3-positiv), auf 50-70% der CD4-Zellen, auf mehr als 80% der CD8-Zellen, fast allen B-Lymphozyten (CD19-positiv) und Monozyten (CD14-positiv) nachgewiesen. Blutplättchen und ungefähr 50-60% der in vitro induzierten dendritischen Zellen (CD83-positiv) exprimierten ebenfalls PrPc, welches jedoch nicht auf Erythrozyten gefunden wurde. Zu einem ähnlichen Ergebnis waren Cashman et al. 1990 auch schon gekommen [ACHR]. Dodelet und Cashman hatten allerdings 1998 gezeigt, dass die Expression des Prionproteins mit zunehmender Differenzierung in Richtung Granulozyten wieder stark abnimmt [ADMG].
Verglichen mit Hirngewebe und der PrPc überexprimierenden Neuroblastom-Zelllinie war die 27 kDa große nicht glykosylierte Form des Prionproteins in peripheren mononukleären Blutzellen unterrepräsentiert und die 25 bzw. 18 kDa großen Prionprotein-Fragmente waren in den Blutzellen kaum nachweisbar. Ein monoklonaler Antikörper (6G9) markierte wohl deshalb im Bereich einer der beiden Glykosilierungsstellen das Prionprotein auf einer dieses überexprimierenden Neuroblastom-Zelllinie, aber nicht auf aus menschlichem Blut isolierten mononukleären Zellen, bei denen Zuckerketten offenbar dieses Epitop verdecken.
Die ein- bzw. zweifach glykosylierten Formen des Prionproteins der peripheren mononukleären Blutzellen liefen im Gel genau wie das Prionprotein der Neuroblastomzellen langsamer als das entsprechende Prionprotein aus Hirngewebe. Eine Abspaltung der Zuckerreste zeigte, dass der Unterschied auf verschiedenen Glykosilierungen beruhte. Dies wurde auch durch eine zweidimensionale Elektrophorese bestätigt, die große Unterschiede hinsichtlich der isoelektrischen Punkte der Prionproteine aus dem Gehirn, der Neuroblastomzellen und der peripheren mononukleären Blutzellen zeigte. Dies entspricht der bekannten Tatsache, dass die Glykosilierung von Proteinen gewebespezifisch erfolgt.
Mit Antikörpern gegen verschiedene Epitope auf dem Prionprotein konnten die Autoren auch zeigen, dass 0,25% Trypsin in 1 mM EDTA bereits nach nur 1 Minute bei Raumtemperatur die Aminotermini eines erheblichen Teils der Prionproteine aller isolierten peripheren mononukleären Blutzellen abgeknabbert hatten. Da die Neuroblastom-Zelllinie das Prionprotein überexprimiert, war bei ihr eine Reduktion der Aminotermini erst nach über 3 Minuten erkennbar. Eine 15-minütige Behandlung mit 1 µg/ml Proteinase K bei Raumtemperatur reduzierte bei peripheren mononukleären Blutzellen und bei der Neuroblastom-Zelllinie die Zahl der Aminotermini der Prionproteine ungefähr auf ein Zehntel, während der Rest des Prionproteins bei dieser milden Behandlung erhalten blieb. Bei 100-facher Konzentration verdaute Proteinase K das Prionprotein unter diesen Bedingungen vollständig.
Es war schon vor vielen Jahren bei Mäusen gezeigt worden, dass die Empfänglichkeit für Scrapie-Infektionen durch in vivo Mitogen-Stimulation des lymphoiden Systems erhöht wird [ADIN] bzw. das Mitogen-aktivierte Lymphozyten in vitro 100-fach empfänglicher als nicht aktivierte Lymphozyten für Creutzfeldt-Jakob-Infektionen sind [AGXL]. Auf den Oberflächen von Blutplättchen wurde das normale Prionprotein erst nach einer Aktivierung nachgewiesen [AFLW,AFLS]. Sogar für menschliche Lymphozyten war bereits 1990 gezeigt worden, dass die Expression des normalen Prionproteins nach Aktivierung der Lymphozyten zunimmt [AFLW,ACHR]. Dies alles konnten die Autoren nun mit Hilfe monoklonaler Antikörper bei menschlichen T-Zellen bestätigen. Nach einer Mitogen-Aktivierung war tatsächlich mehr normales Prionprotein auf den Zelloberflächen aktivierter T-Zellen vorhanden. Sie fanden auch, dass die ganz überwiegend naiven Lymphozyten in Nabelschnurblut weitaus weniger PrPc als die Lymphozyten erwachsener Spender exprimierten. Und sie stellten fest, dass T-Gedächtniszellen (CD45RO+) ständig mehr PrPc exprimieren, als naive T-Lymphozyten (CD45RA+). Es könnte also sein, dass eine Stimulation der T-Lymphozyten durch eine Infektion durch die Vermehrung des normalen Prionproteins besonders empfänglich für TSE-Infektionen macht.
Cashman et al. hatten 1990 auch schon gezeigt, dass polyklonale Antikörper gegen das Prionprotein die Mitogen-induzierte Lymphozyten-Aktivierung unterdrücken können [ACHR]. Und auch dies konnten die Autoren bestätigen. Antikörper gegen ein Epitop in der Carboxy-terminalen Hälfte des Prionproteins inhibierten dosisabhängig die Vermehrung stimulierter Lymphozyten, während Antikörper gegen ein Epitop am Aminoterminus des Prionproteins in dieser Hinsicht kaum Wirkung zeigte. Dies scheint für eine Beteiligung des fest strukturierten Teils des Prionproteins an der Stimulierung der T-Lymphozyten zu sprechen.
Literaturliste
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ADIN . Dickinson,A.G.; Fraser,H.; McConnell,I.; Outram,G.W. - Mitogenic stimulation of the host enhances susceptibility to scrapie - Nature 1978 Mar 2; 272(5648): 54-5
ADMG . Dodelet,V.C.; Cashman,N.R. - Prion protein expression in human leukocyte differentiation - Blood 1998 Mar 1; 91(5): 1556-61
AFLS . Holada,K.; Simak,J.; Risitano,A.M.; Maciejewski,J.; Young,N.S.; Vostal,J.G. - Activated platelets of patients with paroxysmal nocturnal hemoglobinuria express cellular prion protein - Blood 2002 Jul 1; 100(1): 341-3
AFLW . Holada,K.; Mondoro,T.H.; Muller,J.; Vostal,J.G. - Increased expression of phosphatidylinositol-specific phospholipase C resistant prion proteins on the surface of activated platelets - British Journal of Haematology 1998 Oct; 103(1): 276-82
AGXL . Kuroda,Y.; Gibbs,C.J.Jr.; Amyx,H.L.; Gajdusek,D.C. - Creutzfeldt-Jakob disease in mice: persistent viremia and preferential replication of virus in low-density lymphocytes. - Infection and Immunity 1983 Jul; 41(1): 154-61
ACHR . Cashman,N.R.; Loertscher,R.; Nalbantoglu,J.; Shaw,I.; Kascsak,R.J.; Bolton,D.C.; Bendheim,P.E. - Cellular isoform of the scrapie agent protein participates in lymphocyte activation - Cell 1990 Apr 6; 61(1): 185-92
MH Antibodies, Monoclonal/immunology; Antigens, CD3/immunology; Cell Division; Endopeptidase K/metabolism; Epitopes, B-Lymphocyte/immunology/metabolism; Gene Expression; Glycosylation; Human; Leukocytes, Mononuclear/cytology/immunology; Lymphocyte Activation/*immunology; Lymphocytes/*immunology; Phosphoprotein Phosphatase/biosynthesis/genetics/immunology/*physiology; Support, Non-U.S. Gov't; Support, U.S. Gov't, P.H.S.; T-Lymphocytes; Transfection; Trypsin/metabolism; Tumor Cells, Cultured; Up-Regulation
AD Ruliang Li, Dacai Liu, Tong Liu, John D. Fayen, Jui-Han Huang and Man-Sun Sy, Institute of Pathology; Gianluigi Zanusso, Robert B. Petersen, Pierluigi Gambetti, Division of Neuropathology, Case Western Reserve University School of Medicine, 10900 Euclid Avenue, Cleveland, Ohio 44106-4943; Man-Sun Sy, to whom correspondence and reprint requests should be addressed at Institute of Pathology, BRB Room 933, Case Western Reserve University School of Medicine, 10900 Euclid Ave., Cleveland, OH 44106-4943, USA. Fax: 216-368-1357. E-mail: mxs92@po.cwru.edu
SP englisch
PO USA
ZF kritische Zusammenfassung von Roland Heynkes