Ionotrope Glutamatrezeptoren vom NMDA-Typ sind zentrale Schalter neuronaler Plastizität und  Exzitotoxizität. Ihre immunmodulatorische Funktion ist zurzeit jedoch weitgehend unbekannt. Wir wollen die Verteilung, Signalgebung und Funktion von NMDA-Rezeptoren bei Aktivierungs- und Differenzierungsprozessen von Thymozyten und T-Zellen aufklären. Wir gehen davon aus, durch die Bearbeitung des vorliegenden Projektes wichtige Erkenntnisse zur neuroimmunologischen Kommunikation bei neuronalen und autoimmunen Erkrankungen zu erhalten.

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Proteinkinase B (PKB/Akt) ist ein wichtiger Regulator der Proliferation und des Überlebens vieler Zelltypen. Die molekularen Mechanismen, die den multiplen Funktionen von PKB in T-Zellen zu Grunde liegen, sind bisher nur unzureichend charakterisiert. Mehrere transgene (tg) Mausmodelle zeigen, dass Überexpression aktiver PKB in T-Zellen deren Reaktivität und Überleben stark erhöht, inflammatorische Reaktionen fördert und PKB-tg T-Zellen letztlich in die Transformation getrieben werden. Dies deutet darauf hin, dass durch aktive PKB T-Zellen gegenüber regulativen und inhibitorischen Signalen zur Aufrechterhaltung der Homeostase und Selbsttoleranz resistent werden könnten. In dem beantragten Projekt soll untersucht werden, auf welche Weise PKB die Kaskade biochemischer Ereignisse, die durch inhibitorische und Anergie-induzierende Signale normalerweise erzeugt werden, verändert. Die Auswirkungen veränderter T-Zellreaktivität und -regulation in PKB-tg Mäusen auf die Immunantwort soll bei der Infektion mit Listeria monocytogenes und Toxoplasma gondii sowie im Mausmodell für Multiple Sklerose, der EAE, analysiert werden. Neben grundlegenden Kenntnissen zu den PKB-abhängigen Signaltransduktionsprozessen bei der T-Zell-Immunantwort, könnten die gewonnenen Ergebnisse neue Optionen für therapeutische Interventionen bei autoimmunen und infektiösen Erkrankungen aufweisen.

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Kürzlich konnten wir zeigen, dass aktive PKB/Akt die Transkriptionsfaktoren der NFAT-Familie in T-Zellen negativ regulieren kann. In dem geförderten Projekt sollen die molekularen Mechanismen der NFAT-Inhibition durch PKB untersucht werden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Klärung der Fragen, ob und wie PKB die Funktion von regulatorischen CD4+CD25+ T-Zellen und die inhibitorisch wirkende Signalkaskade des TGFbeta-Signalweges beeinflusst.

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Die Entwicklung und Aktivierung von T-Lymphozyten werden über Signale des T-Zell-antigenrezeptors (TCR) gesteuert. Die frühesten membran-proximalen Signale, die nach TCR-Ligation induziert werden, hängen von den Src-Kinasen Lck und Fyn ab, die in spezialisierten Cholesterin-reichen Membranmikrodomänen, den sog. lipid rafts, durch Phosphorylierung der CD3-Ketten des TCR-Komplexes die Signalkaskade initiieren. Die Aktivität von Lck und Fyn wird durch die COOH-terminale Src-Kinase (Csk) negativ reguliert. Ein weiteres wichtiges TCR-proximales Effektormolekül ist die Serin/Threoninkinase Proteinkinase B (PKB/Akt), die eine zentrale Stellung bei der Regulation von Wachstum, Überleben und Zelltod sowie der Tumorgenese von Lymphozyten einnimmt. Unsere früheren Arbeiten haben gezeigt, dass PKB bei der frühen T-Zellaktivierung ebenfalls in den lipid rafts residiert und eine Steigerung der Aktivität von Lck sowie der nachgeschalteten Raf-Mek-Erk-Signalkaskade bewirkt. Da grundlegende Details zur Funktion von PKB bei der TCR-Signalübertragung in den lipid rafts unbekannt sind, soll in dem einjährigen Zusatzprojekt untersucht werden, ob und wie PKB die Aktivität von Fyn und Csk beeinflusst und somit in die frühesten Prozesse des TCR-triggering eingreift.

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Proteinkinase B (PKB), auch als Akt bezeichnet, ist eine Serin- Threoninkinase, die in den verschiedensten Zelltypen eine wichtige Rolle bei der Regulation von Wachstum, Überleben, Metabolismus sowie von Aktivierungs- und Differenzierungsprozessen spielt. In den letzten Jahren hat sich herausgestellt, dass PKB über die Regulation zentraler anti-apoptotisch wirkender Proteine und Zellzyklusregulatoren ein wesentlicher Faktor bei der Initiation und Progression von Tumoren ist.Über PKBs Funktion in Zellen des Immunsystems ist jedoch wenig bekannt. Wir untersuchen etablierte transgene (tg) Mäuse, die eine konstitutiv aktive PKB (myrPKB) spezifisch in T- und B-Zellen exprimieren, hinsichtlich myrPKBs Einfluss auf die Reifung, Aktivierung, Homeostase und das Überleben der Lymphoyzten in vitro und in vivo. MyrPKB CD4+ T-Zellen sind hyperreaktiv, was sich in schnellerer Zellzyklusprogression, relativer Unabhängigkeit von normalerweise notwendigen CD28-kostimulatorischen Signalen, verstärkter Th1- und Th2-Cytokinproduktion und vermindertem Zelltod (Apoptose) äußert. Interessanterweise zeigen myrPKB CD4+ T-Zellen dennoch eine stark verminderte Aktivierung des Transkriptionsfaktors NFAT, einem wichtigen Regulator der T-Zellaktivierung und Apoptose. Eines unserer Projekte zielt daher darauf ab, die molekularen Mechanismen der Interaktion von PKB mit dem NFAT Signalweg aufzuklären.MyrPKB homozygote Mäuse entwickeln T-Zelllymphome. Mittels cDNA Microarray-Analysen sollen Gene ermittelt werden, die im Vergleich zu Wildtyp-Zellen in den Lymphomzellen über- bzw. unterexprimiert sind. Die interessantesten Kandidatengene sollen sodann näher charakterisiert werden und auf ihre Relevanz hinsichtlich der Tumorgenese überprüft werden.

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