FoxP3 Genexpression und regulatorische T Zellen

In Mäusen wurde mittels Zelltransfer-Versuchen die biologisch und medizinisch relevante Entdeckung gemacht, dass regulatorische T-Zellen das Immunsystem modulieren können. Basierend auf den ersten Arbeiten konnte in vielen nachfolgenden Studien die wichtige Rolle von regulatorischen T-Zellen hinsichtlich der Vermittlung und Regulation immunologischer Toleranz bestätigt werden. Bis heute wurde trotzdem 1) noch kein eindeutiger Marker für diese Zellen gefunden, 2) der Mechanismus, wie diese Zellen Selbst und Fremd-Antigene erkennen, beziehungsweise wie sie ihre immunsuppressive Information auf andere Zellen des Immunsystems übertragen und 3) die molekularen Mechanismen, die der Entwicklung und Differenzierung dieser Zellen zu Grunde liegen, nicht entdeckt. Vor kurzem wurde berichtet, dass der Transkriptionsfaktor Foxp3 (Forkhead box protein 3) selektiv in regulatorischen T-Zellen exprimiert wird. Foxp3 gilt seitdem als Marker regulatorischer T-Zellen. Weiters wurde auch gezeigt, dass die Überexpression von Foxp3 in naiven T-Zellen einen immunsuppressiven Phänotyp induzieren kann. Dies zeigt, dass Foxp3 nicht nur ein reiner Marker ist, sondern eine wichtige Funktion in der Negativregulation des Immunsystems übernimmt. Trotz dieser wichtigen Funktionen ist über die eigene Regulation von Foxp3 noch wenig bekannt. Wir möchten daher den humanen FOXP3 Promoter isolieren und in Reporter-Gen Experimenten untersuchen. Aufgrund von Bioinformatik Analysen identifizierten wir einige potentielle Gensegmente, die den Promoter beinhalten könnten und wir wollen diese Segmente in "Reporter-Gene-Assays" testen. Weiters entdeckten wir über die Bioinformatik Transkriptionsfaktor-Kandidaten, welche am FOXP3 Promoter für die Regulation der Foxp3 Expression relevant sein könnten. Mittels der "Elektro-Mobility-Shift- Assay" Methode wollen wir diese Daten biochemisch verifizieren. Schlussendlich interessieren wir uns auch für die "down-stream-targets" des Transkriptionsfaktors Foxp3. Dazu werden wir die Chromatin-Immunpräzipitations- Methode mit einem ultrasensitiven optischen Verfahren kombinieren. Die Identifizierung von "Upstream"-Faktoren der Foxp3 Expression und die damit verbundene Analyse des FOXP3 Promoters, wird ebenso wie das Auffinden von potentiellen Foxp3 Zielgenen zu einer genaueren Charakterisierung und Zugänglichmachung dieses wichtigen Zell-Typs des adaptiven Immunsystems führen.

Regulatorische T-Zellen stellen eine kleine Population von T-Lymphozyten dar, welche die Vermittlung der sogenannten peripheren Immuntoleranz erlauben. Regulatorische T-Zellen regeln somit Immunantworten und verhindern Autoimmunität. Die am besten charakterisierten regulatorischen T Zellen findet man innerhalb der CD4+CD25+ T-Zell Population, welche durch den Transkriptionsfaktor "Forkhead box protein 3" (Foxp3) determiniert werden. Mutationen im humanen FOXP3 Gen führen beispielsweise zu den Krankheiten IPEX (immune dysregulation, polyendocrinopathy, enteropathy, X-linked syndrom) und XLAAD (X-linked autoimmunity-allergic dysregulation syndrome). In diesem Projekt analysierten wir drei evolutionär konservierte Regionen, welche vor dem Foxp3 Transkriptonsstart lokalisiert sind. Die drei Regionen wurden in ein modifiziertes Plasmid kloniert, um deren transkriptionelle Aktivität anhand der Expression von destabilisierten-grün-fluoreszierenden Protein in Zellinien und humanen T-Zellen zu überprüfen. Mit diesem Werkzeug suchten wir nach Aktivatoren und Repressoren des FOXP3 Promoters. Unsere Ergebnisse zeigten, daß der proximale FOXP3 Promoter durch T-Zell Rezeptor Signalkaskaden reguliert wird.