Matthias Ruff
Dr. med.
Phänotypisierung und Apoptoseverhalten gewebsständiger B-Lymphozyten unter
besonderer Berücksichtigung extrafollikulärer B-Zellen
Geboren am 23. März 1963 in Pforzheim
Reifeprüfung am 12. Mai 1982 in Neuenbürg
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom WS 1984/85 bis WS 1990/91
Physikum am 11. April 1986 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Mosbach
Staatsexamen am 8. Mai 1991 an der Universität Heidelberg
Promotionsfach: Pathologie
Doktorvater: Prof. Dr. med. P. Möller
In dieser Studie sind tonsilläre B-Lymphozytenpopulationen phänotypisiert und deren Apopto-
severhalten untersucht worden. Hierbei erweist sich CD44 in der Immunfluoreszenz als ein
sehr gutes B-Zell-Unterscheidungsantigen: Zentroblasten der basalen Zone des follikulären
Keimzentrums mit dem serologischen Phänotyp IgD- CD38+ CD77+ sind CD44-. Die Zentro-
zytenpopulation der apikalen Keimzentrumszone (IgD- CD38+ CD77-) ist CD44(+). Mantel-
zonen-B-Lymphozyten (IgD+) und extrafollikuläre B-Zellen (IgD- CD38-) exprimieren CD44
stark.
Gereinigte tonsilläre B-Lymphozyten sind durch eine Kombination magnetischer und durch-
flußzytometrischer Separationsmethoden entsprechend ihrer Oberflächenexpression von IgD,
CD44 und CD77 differenziert und nach Kurzzeit-Zellkultur mittels In-Situ-Nick-Translation
und Agarosegelelektrophoreseuntersuchungen genomischer DNA-Fragmentation auf Sensibili-
tät für Spontanapoptose in vitro analysiert worden: 70% der Zentroblasten und Zentrozyten
des follikulären Keimzentrums sterben in Kultur durch Apoptose. Die Hälfte der Mantelzonen-
B-Lymphozyten weist Zeichen des programmierten Zelltodes auf. Extrafollikuläre B-Lympho-
zyten sind dagegen extrem resistent gegen Spontanapoptose in vitro. Immunfluoreszenzfär-
bungen kurzzeitkultivierter tonsillärer B-Lymphozyten mit Propidiumjodid als Indikator für
abgestorbene Zellen bestätigen die Ergebnisse der Apoptosenachweismethoden. Die B-Zell-
Apoptose in situ ist mit Hilfe der TUNEL-Methode darstellbar. Die hohe Spontanapoptose der
Keimzentrums-B-Zell-Subpopulationen sowie die extreme Apoptoseresistenz der extrafolliku-
lären B-Lymphozyten in vitro finden ihr Äquivalent im tonsillären Gewebe. Die relative hohe
Apoptoserate der naiven IgD+-B-Zellen in Kultur korreliert jedoch nicht mit der niedrigen
Apoptosenzahl der Mantelzonen-B-Lymphozyten in situ und läßt auf eine Abhängigkeit zu-
mindest einer Mantelzonensubpopulation von Apoptose verhindernden Signalen der natürli-
chen Umgebung im Lymphfollikel schließen. Die Autarkie und Langlebigkeit der extrafollikulä-
ren B-Lymphozyten in vitro und in situ spricht für die Gedächtniszellfunktion, welche dieser B-
Lymphozytenpopulation zugeschrieben wird.
Durch Gegenüberstellung der verschiedenen Erscheinungsformen in peripheren lymphatischen
Organen sind drei Arten von extrafollikulären B-Lymphozyten mit jeweils unterschiedlichem
Adhäsionsrezeptorprofil differenzierbar: eine kleine (lymphoide), eine mittelgroße (zentro-
zytoide) und eine große (monozytoide) Variante. Die lymphoide extrafollikuläre B-Zelle ist
CD11c- und stark CD62L-positiv. Zentrozytoide extrafollikuläre Zellen sind CD11c- und ex-
primieren CD62L (L-Selectin) auf mittlerem Niveau. Monozytoide B-Zellen verfügen über eine
mittelstarke CD11c- und eine schwache L-Selectin-Expression. Die blastäre Morphologie
weist auf eine Stimulation der monozytoiden B-Zelle hin. Daher ist die Hypothese einer akti-
vierungsassoziierten kontinuierlichen Umwandlung der kleinen lymphoiden EF-B-Zelle zu dem
großen monozytoiden B-Lymphozyten postulierbar, verbunden mit der Herabregulierung des
an Venolenendothel bindenden Moleküls CD62L und parallel der Induktion eines alternativen
Adhäsionsmoleküls, des β2-Integrins CD11c/CD18. Tonsilläre B-Zell-Isolate sind in Kurzzeit-
Zellkultur verschiedenen Aktivierungsprotokollen unterworfen worden. Inkubation mit Phor-
bol-12-Myristat-13-Azetat (PMA) und zu einem geringeren Ausmaß Aktivierung mit Staphy-
lococcus aureus Cowan I (SAC) und Interleukin-4 überführt sowohl B-Lymphozyten hoher
physikalischer Dichte (Mantelzonenzellen und lymphoide extrafollikuläre B-Lymphozyten) als
auch B-Zellen niedriger Dichte (Zentroblasten und Zentrozyten des Keimzentrums) in das Dif-
ferenzierungsstadium der großen, monozytoiden extrafollikulären B-Zelle. Extrafollikuläre B-
Lymphozyten sind also zytokininduzierter Veränderung in der Morphologie sowie im Adhä-
sionsrezeptorprofil unterworfen. Da PMA ein künstlicher Zellaktivator ist, bleibt die physio-
logische Signalfolge, welche den Phänotyp der großen, monozytoiden extrafollikulären B-Zelle
herbeiführt, unbekannt.
CD95 (APO-1) ist ein Oberflächenrezeptor, der nach Ligation Apoptose vermitteln kann. Die
Verteilung von CD95 und CD27, zwei Mitgliedern der NGF/TNF-Rezeptor-Familie, auf ton-
sillären B-Lymphozyten ist immunhistologisch und durch Doppelimmunfluoreszenzuntersu-
chungen analysiert und mit dem Apoptoseverhalten der B-Zell-Untergruppen verglichen wor-
den. Die Korrelation zwischen hoher CD95-Oberflächenexpression und ausgeprägter Apopto-
sesensibilität beider Keimzentrums-B-Zell-Populationen in vitro und in situ befürwortet die
Hypothese einer Prägung der Zentroblasten und Zentrozyten für den programmierten Zelltod
bereits in vivo durch Aktivierung des CD95-Rezeptors. Die CD95-Expression tonsillärer B-
Lymphozyten wird in vitro durch die Zytokine TNF-α und IFN-γ sowie durch SAC in Kombi-
nation mit Interleukin-2 gesteigert. Im Keimzentrum des Lymphfollikels könnten daher Anti-
genkontakt und Zytokineinfluß die CD95-Expression der Keimzentrums-B-Lymphozyten er-
höhen und die Bindung des CD95-Liganden, exprimiert durch CD4+ T-Zellen, am CD95-Re-
zeptor die Selektion der für Antigen niedrigaffingen B-Lymphozyten durch Apoptose auslösen.
Das CD27-Antigen wird im follikulären Keimzentrum nur durch Zentrozyten exprimiert. Auf-
fallend ist die reziproke Verteilung von CD27 und CD77 im Keimzentrum. CD27 ist daher ne-
ben CD77 ein sehr gutes Unterscheidungsantigen zwischen Zentroblasten (CD77+ CD27-) und
Zentrozyten (CD77- CD27+). Eine Involvierung des Rezeptors bei der B-Zell-Apoptose ist
wegen der fehlenden Expression der Zentroblasten unwahrscheinlich. CD27 könnte aber ko-
stimulierende Signale für CD27+ Zentrozyten vermitteln und dadurch an der B-Zell-Differen-
zierung im Keimzentrum teilhaben. Die in der Literatur beschriebenen Veränderungen der
CD27-Oberfächenexpression auf B-CLL-Zellen durch Zytokine sind in dieser Arbeit auf
tonsillären B-Lymphozyten nicht beobachtet worden. Weder Inkubation mit TNF-α und γ-
Interferon noch Aktivierung mit SAC in Anwesenheit von Interleukin-2 oder Interleukin-4
führt in vitro zu einer Modulation der CD27-Oberflächendichte, von den eingesetzten
Stimulanzien bewirkt allein PMA eine Reduktion der CD27-Expression auf tonsillären B-
Lymphozyten.