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Erschienen in: Die Pathologie 2/2008

01.11.2008 | Beste Forschungsbeiträge

Glykosphingolipide Gb3 und iGb3

In-vivo-Rolle im hämolytisch-urämischen Syndrom und bei der Funktion der iNKT-Zellen

verfasst von: Dr. S. Porubsky, B. Luckow, M. Bonrouhi, A. Speak, V. Cerundolo, F. Platt, H.-J. Gröne

Erschienen in: Die Pathologie | Sonderheft 2/2008

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Zusammenfassung

Die Glykosphingolipide Globotrihexosylceramid (Gb3, CD77) und Isoglobotrihexosylceramid (iGb3) sind Isomere, welche sich nur in einer glykosidischen Bindung unterscheiden. Beide wurden in unterschiedlichen Prozessen der angeborenen und erworbenen Immunität beschrieben.

Ziele

1. Da Gb3 als der zelluläre Rezeptor für das durch Shigellen und manche E. coli-Stämme produzierte Verotoxin (VT) postuliert wurde, wollten wir in Gb3-defizienten Mäusen in vivo testen, ob Gb3 alleine für die Entstehung des durch VT hervorgerufenen hämolytisch-urämischen Syndroms verantwortlich ist. 2. Da iGb3 als der endogene Ligand für die positive Selektion von invarianten „natural-killer-“ T-Zellen (iNKT) im Thymus vorgeschlagen wurde, wollten wir diese Hypothese in iGb3-defizienten Mäusen in vivo überprüfen.

Methoden

Konstruktion Gb3- und iGb3-defizienter Mäuse. VT-Injektion in Gb3-defiziente Mäuse. Analyse der Entwicklung und Funktion der iNKT-Zellen mit Hilfe der Durchflusszytometrie. Verabreichung von α-Galaktosylceramid in iGb3-defiziente Mäuse.

Ergebnisse

1. Gb3-defiziente Mäuse zeigten sich als unempfindlich gegenüber sonst letalen Dosen von VT. 2. iGb3-defiziente Mäuse zeigten normale iNKT-Zellzahlen. Die Funktion von iNKT-Zellen war in iGb3-defizienten Mäusen ebenfalls unbeeinträchtigt.

Schlussfolgerungen

Gb3 ist der zelluläre Rezeptor, der für die Vermittlung der VT-Toxizität und somit für die Entstehung des hämolytisch-urämischen Syndroms verantwortlich ist. Im Gegensatz zu vorherigen Hinweisen, kann iGb3 kein endogener Ligand sein, der für die positive Selektion von iNKT-Zellen verantwortlich wäre.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Brigl M, Brenner MB (2004) CD1: antigen presentation and T cell function. Annu Rev Immunol 22: 817–890PubMedCrossRef Brigl M, Brenner MB (2004) CD1: antigen presentation and T cell function. Annu Rev Immunol 22: 817–890PubMedCrossRef
2.
Zurück zum Zitat Gadola SD, Silk JD, Jeans A et al. (2006) Impaired selection of invariant natural killer T cells in diverse mouse models of glycosphingolipid lysosomal storage diseases. J Exp Med 203: 2293–2303PubMedCrossRef Gadola SD, Silk JD, Jeans A et al. (2006) Impaired selection of invariant natural killer T cells in diverse mouse models of glycosphingolipid lysosomal storage diseases. J Exp Med 203: 2293–2303PubMedCrossRef
3.
Zurück zum Zitat Hansen DS, Schofield L (2004) Regulation of immunity and pathogenesis in infectious diseases by CD1d-restricted NKT cells. Int J Parasitol 34: 15–25PubMedCrossRef Hansen DS, Schofield L (2004) Regulation of immunity and pathogenesis in infectious diseases by CD1d-restricted NKT cells. Int J Parasitol 34: 15–25PubMedCrossRef
4.
Zurück zum Zitat Jacewicz M, Clausen H, Nudelman E et al. (1986) Pathogenesis of shigella diarrhea. XI. Isolation of a shigella toxin-binding glycolipid from rabbit jejunum and hela cells and its identification as globotriaosylceramide. J Exp Med 163: 1391–1404PubMedCrossRef Jacewicz M, Clausen H, Nudelman E et al. (1986) Pathogenesis of shigella diarrhea. XI. Isolation of a shigella toxin-binding glycolipid from rabbit jejunum and hela cells and its identification as globotriaosylceramide. J Exp Med 163: 1391–1404PubMedCrossRef
5.
Zurück zum Zitat Kasahara M, Nakaya J, Satta Y, Takahata N (1997) Chromosomal duplication and the emergence of the adaptive immune system. Trends Genet 13: 90–92PubMedCrossRef Kasahara M, Nakaya J, Satta Y, Takahata N (1997) Chromosomal duplication and the emergence of the adaptive immune system. Trends Genet 13: 90–92PubMedCrossRef
6.
Zurück zum Zitat Khine AA, Lingwood CA (1994) Capping and receptor-mediated endocytosis of cell-bound verotoxin (Shiga-like toxin). 1: Chemical identification of an amino acid in the B subunit necessary for efficient receptor glycolipid binding and cellular internalization. J Cell Physiol 161: 319–332PubMedCrossRef Khine AA, Lingwood CA (1994) Capping and receptor-mediated endocytosis of cell-bound verotoxin (Shiga-like toxin). 1: Chemical identification of an amino acid in the B subunit necessary for efficient receptor glycolipid binding and cellular internalization. J Cell Physiol 161: 319–332PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Korten S, Anderson RJ, Hannan CM et al. (2005) Invariant Valpha14 chain NKT cells promote plasmodium berghei circumsporozoite protein-specific gamma interferon- and tumor necrosis factor alpha-producing CD8+ T cells in the liver after poxvirus vaccination of mice. Infect Immun 73: 849–858PubMedCrossRef Korten S, Anderson RJ, Hannan CM et al. (2005) Invariant Valpha14 chain NKT cells promote plasmodium berghei circumsporozoite protein-specific gamma interferon- and tumor necrosis factor alpha-producing CD8+ T cells in the liver after poxvirus vaccination of mice. Infect Immun 73: 849–858PubMedCrossRef
8.
Zurück zum Zitat Kronenberg M, Gapin L (2002) The unconventional lifestyle of NKT cells. Nat Rev Immunol 2: 557–568PubMed Kronenberg M, Gapin L (2002) The unconventional lifestyle of NKT cells. Nat Rev Immunol 2: 557–568PubMed
9.
Zurück zum Zitat Lingwood CA, Law H, Richardson S et al. (1987) Glycolipid binding of purified and recombinant escherichia coli produced verotoxin in vitro. J Biol Chem 262: 8834–8839PubMed Lingwood CA, Law H, Richardson S et al. (1987) Glycolipid binding of purified and recombinant escherichia coli produced verotoxin in vitro. J Biol Chem 262: 8834–8839PubMed
10.
Zurück zum Zitat Matsuda JL, Naidenko OV, Gapin L et al. (2000) Tracking the response of natural killer T cells to a glycolipid antigen using CD1d tetramers. J Exp Med 192: 741–754PubMedCrossRef Matsuda JL, Naidenko OV, Gapin L et al. (2000) Tracking the response of natural killer T cells to a glycolipid antigen using CD1d tetramers. J Exp Med 192: 741–754PubMedCrossRef
11.
Zurück zum Zitat Milland J, Christiansen D, Lazarus BD et al. (2006) The molecular basis for galalpha(1,3) gal expression in animals with a deletion of the alpha1,3galactosyltransferase gene. J Immunol 176: 2448–2454PubMed Milland J, Christiansen D, Lazarus BD et al. (2006) The molecular basis for galalpha(1,3) gal expression in animals with a deletion of the alpha1,3galactosyltransferase gene. J Immunol 176: 2448–2454PubMed
12.
Zurück zum Zitat Okuda T, Tokuda N, Numata S et al. (2006) Targeted disruption of Gb3/CD77 synthase gene resulted in the complete deletion of globo-series glycosphingolipids and loss of sensitivity to verotoxins. J Biol Chem 281: 10230–10235PubMedCrossRef Okuda T, Tokuda N, Numata S et al. (2006) Targeted disruption of Gb3/CD77 synthase gene resulted in the complete deletion of globo-series glycosphingolipids and loss of sensitivity to verotoxins. J Biol Chem 281: 10230–10235PubMedCrossRef
13.
Zurück zum Zitat Porcelli SA, Modlin RL (1999) The CD1 system: antigen-presenting molecules for T cell recognition of lipids and glycolipids. Annu Rev Immunol 17: 297–329PubMedCrossRef Porcelli SA, Modlin RL (1999) The CD1 system: antigen-presenting molecules for T cell recognition of lipids and glycolipids. Annu Rev Immunol 17: 297–329PubMedCrossRef
14.
Zurück zum Zitat Porubsky S, Speak AO, Luckow B et al. (2007) Normal development and function of invariant natural killer T cells in mice with isoglobotrihexosylceramide (iGb3) deficiency. Proc Natl Acad Sci U S A 104: 5977–5982PubMedCrossRef Porubsky S, Speak AO, Luckow B et al. (2007) Normal development and function of invariant natural killer T cells in mice with isoglobotrihexosylceramide (iGb3) deficiency. Proc Natl Acad Sci U S A 104: 5977–5982PubMedCrossRef
15.
Zurück zum Zitat Sandvig K, Garred O, Prydz K et al. (1992) Retrograde transport of endocytosed shiga toxin to the endoplasmic reticulum. Nature 358: 510–512PubMedCrossRef Sandvig K, Garred O, Prydz K et al. (1992) Retrograde transport of endocytosed shiga toxin to the endoplasmic reticulum. Nature 358: 510–512PubMedCrossRef
16.
Zurück zum Zitat Stanic AK, De Silva AD, Park JJ et al. (2003) Defective presentation of the CD1d1-restricted natural Va14Ja18 NKT lymphocyte antigen caused by beta-D-glucosylceramide synthase deficiency. Proc Natl Acad Sci U S A 100: 1849–1854PubMedCrossRef Stanic AK, De Silva AD, Park JJ et al. (2003) Defective presentation of the CD1d1-restricted natural Va14Ja18 NKT lymphocyte antigen caused by beta-D-glucosylceramide synthase deficiency. Proc Natl Acad Sci U S A 100: 1849–1854PubMedCrossRef
17.
Zurück zum Zitat Taniguchi M, Harada M, Kojo S et al. (2003) The regulatory role of Valpha14 NKT cells in innate and acquired immune response. Annu Rev Immunol 21: 483–513PubMedCrossRef Taniguchi M, Harada M, Kojo S et al. (2003) The regulatory role of Valpha14 NKT cells in innate and acquired immune response. Annu Rev Immunol 21: 483–513PubMedCrossRef
18.
Zurück zum Zitat Wei DG, Curran SA, Savage PB et al. (2006) Mechanisms imposing the Vbeta bias of Valpha14 natural killer T cells and consequences for microbial glycolipid recognition. J Exp Med 203: 1197–1207PubMedCrossRef Wei DG, Curran SA, Savage PB et al. (2006) Mechanisms imposing the Vbeta bias of Valpha14 natural killer T cells and consequences for microbial glycolipid recognition. J Exp Med 203: 1197–1207PubMedCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Xia C, Yao Q, Schumann J et al. (2006) Synthesis and biological evaluation of alpha-galactosylceramide (KRN7000) and isoglobotrihexosylceramide (iGb3). Bioorg Med Chem Lett 16: 2195–2199PubMedCrossRef Xia C, Yao Q, Schumann J et al. (2006) Synthesis and biological evaluation of alpha-galactosylceramide (KRN7000) and isoglobotrihexosylceramide (iGb3). Bioorg Med Chem Lett 16: 2195–2199PubMedCrossRef
20.
Zurück zum Zitat Zhou D, Mattner J, Cantu C 3rd et al. (2004) Lysosomal glycosphingolipid recognition by NKT cells. Science 306: 1786–1789PubMedCrossRef Zhou D, Mattner J, Cantu C 3rd et al. (2004) Lysosomal glycosphingolipid recognition by NKT cells. Science 306: 1786–1789PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Glykosphingolipide Gb3 und iGb3
In-vivo-Rolle im hämolytisch-urämischen Syndrom und bei der Funktion der iNKT-Zellen
verfasst von
Dr. S. Porubsky
B. Luckow
M. Bonrouhi
A. Speak
V. Cerundolo
F. Platt
H.-J. Gröne
Publikationsdatum
01.11.2008
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Die Pathologie / Ausgabe Sonderheft 2/2008
Print ISSN: 2731-7188
Elektronische ISSN: 2731-7196
DOI
https://doi.org/10.1007/s00292-008-1040-0

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