Kinetics of B cell development in adult mice

Brennecke, Anne-M.

Um die B-Zellentwicklung in der adulten Maus zu untersuchen wurde in der vorliegenden Arbeit die Indu-Rag1 Maus verwendet. In dieser Maus liegt Rag1 invertiert und von loxP-Sites eingeschlossen vor, sodass weder B- noch T-Zellen entwickelt werden. Diese Maus wurde mit einer Maus, in der Cre mit einem mutierten Östrogen-Rezeptor fusioniert und unter der Kontrolle des B-Zellspezifischen Promotors mb-1 ist, gepaart. Durch Gabe von Tamoxifen wird die Expression von Rag1 exklusiv in c-kit+ proB Zellen angeschaltet was zu einer einmaligen Welle der B-Zellentwicklung führt. Da in uninduzierten Mäusen ein Pool an proB Zellen vorliegt, kann dessen Differenzierung durch Tamoxifen-Gabe induziert werden und die Zeitspanne, der Reifung berechnet werden. Hierbei konnte gezeigt werden, dass diese Zellen fünf Tage zur Differenzierung in preB-Zellen benötigen und weitere zwei Tage bis die ersten transitionalen B-Zellen identifiziert werden. Dies ist übereinstimmend mit der Entwicklung in der fötalen Leber. Die Synchronität der B-Zellentwicklung zu den frühen Zeitpunkten wurde genutzt um zu zeigen, dass währen der Rekombination der schweren Kette die VH-Gene, die proximal zu den DJ-Segmenten angeordnet sind zuerst rearrangiert werden. Außerdem konnten reife B-Zell-Subpopulationen zu unterschiedlichen Zeiten das erste Mal detektiert werden was an unterschiedlichen Mengen an Vorläufer-Zellen liegen könnte. Auszuschließen ist Proliferation in dem Zusammenhang, da diese offensichtlich nur in den Vorläuferzellen stattfindet. Es wurden keine stärker proliferierenden transitionalen oder reifen B-Zellen gefunden. Weiterhin konnte durch Etablierung einer Knochenmarks-Schimäre gezeigt werden, dass B-1a Zellen, die von adulten Vorläuferzellen abstammen, auch einen Teil zu dem adulten B-1a Zell-Pool in der adulten Maus beitragen. Des Weiteren sekretieren peritoneale B-1a Zellen scheinbar pentamerisches und hexamerisches IgM, wobei B-Zellen aus der Milz ausschließlich pentamerisches IgM sekretieren.

For the present work the Indu-Rag1 mouse has been used to investigate the kinetics of B cell development in adult mice. In this mouse, Rag1 which is required for T and B cell development is inverted and flanked by inverted loxP sites. When crossed with a mouse that bears a Cre that is fused with a mutated estradiol receptor under the control of the B cell-specific mb1 promoter, expression can be induced by administration of Tamoxifen. This leads to one wave of B cell development. Uninduced mice contain a pool of c-kit+ proB cells. Such cells can differentiate upon Tamoxifen induction. Thus, the time that B cells and their precursors need for maturation can be determined. ProB cells need five days to differentiate into preB cells and it takes another two days to detect the first transitional B cells in different organs. This is in agreement with the development observed in fetal liver. Using the synchrony at the early time points after induction, it was possible to demonstrate that during heavy chain recombination in progenitor B cells the VH genes proximal to the DJ segments are used first and the distal VH segments are rearranged later during B cell ontogeny. Analysis of the mature B cell populations revealed an earlier appearance of B-2 cells compared to B-1 and MZ B cells. This could be simply due to the precursor frequency for such B cells which might be higher for B-2 cells. Importantly, no proliferation could be found neither for transitional nor for mature B cells. Apparently, expansion takes place only at the precursor level. Using BM chimera it could be shown that B-1a cells developing from adult progenitors contribute to some extend to the B-1a cell pool in adult mice. In addition the source of hexameric IgM was analysed. Peritoneal B-1a cells appear to secrete pentameric and hexameric IgM, while splenic B cells clearly do only secrete pentameric IgM.

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Brennecke, Anne-M.: Kinetics of B cell development in adult mice. 2014.

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