Graduiertenkolleg 592 Lymphozyten - DFG-Graduiertenkolleg 1660

Graduiertenkolleg 

592 

Lymphozyten 

- Differenzierung, Aktivierung und Deviation - 

an den Fakultäten für Medizin und Naturwissenschaft II 

der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg 

Fortsetzungsantrag 

Mai 2003 – April 2006

ANTRAG 

an die 

Deutsche Forschungsgemeinschaft 

und den Freistaat Bayern 

auf Fortsetzung des 

GRADUIERTENKOLLEGS 592 

Lymphozyten: 

Differenzierung, Aktivierung und Deviation 

an den Fakultäten für Medizin und Naturwissenschaft II 

der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg

INHALTSVERZEICHNIS 

1. Allgemeine Angaben 

1.1. Thema 1 

1.2 Antragsteller 1 

1.3 Fachgebiete mit Themenkreisen 6 

1.4 Voraussichtliche Laufzeit 6 

1.5 Antragszeitraum 7 

1.6 Beginn der Förderung 7 

1.7 Angestrebte Zahl der Doktorand(inn)en 7 

2. Ziele, Programm, Struktur 

2.1 Zusammenfassung 9 

2.2 Forschungsprogramm 10 

2.3 Studienprogramm 56 

2.4 Bisherige Bemühungen in der Graduiertenausbildung 61 

2.5 Erwarteter Ertrag und Auswirkungen auf die beteiligten 

Fachgebiete und den Studienverlauf 62 

3. Strukturelle und organisatorische Voraussetzungen 

des Graduiertenkollegs 

3.1 Stellung zu anderen wissenschaftlichen Einrichtungen 64 

3.2 Kompatibilität des Graduiertenkollegs mit der Studienstruktur 65 

3.3 Zugangsvoraussetzungen 66 

3.4 Erfolgskontrolle der Promotionsarbeiten 67 

3.5 Grundausstattung der Hochschule 67 

3.6 Sonstige Voraussetzungen 68

4. Beantragte Mittel 

4.1 Doktorandenstipendien 69 

4.2 Postdoktorandenstipendien 69 

4.3 Qualifizierungsstipendien 69 

4.4 Mittel für Gastwissenschaftler 69 

4.5 Sonstige Kosten 69 

5. Erklärungen 

5.1 Erklärungen der Sprecher der SFBs zur Koordination 71 

5.2 Erklärung über anderweitige Drittmittelanträge 71 

5.3 Unterrichtung des DFG-Vertrauensdozenten 71 

6. Unterschriften 72 

7. Verzeichnis der Anlagen 73 

Anlage 1: Publikationen der beteiligten Antragsteller (1998 - 2001) 

Anlage 2: Drittmittel-geförderte Projekte der Antragsteller 

Anlage 3: Strukturen der am Kolleg beteiligten Arbeitsgruppen 

Anlage 4: Repräsentative Beispiele auswärtiger Einrichtungen, 

die sich am Trainee-Programm beteiligen 

Anlage 5: Abgeschlossene und laufende Promotionsvorhaben 

in den Arbeitsgruppen der Antragsteller

1. Allgemeine Angaben 

1.1 Thema 

Lymphozyten: Differenzierung, Aktivierung und Deviation 

Lymphocytes: Differentiation, Activation and Deviation 

1.2 Antragsteller 

Sprecher des Graduiertenkollegs 

Prof. Dr. rer. nat. Hans-Martin Jäck 

Abteilung für Molekulare Immunologie 

an der Medizinischen Klinik III 

Glückstrasse 6 

91054 Erlangen 

Telefon: 09131-8535912 Telefax: 09131-853934 

E-Mail: 

HJAECK@molmed.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.lymphozyten.de 

Fachgebiet: Molekulare Immunologie 

Mitglieder der Graduiertenkommission & stellvertretende Sprecher: 

Prof. Dr. rer. nat. Gisa Tiegs 

Institut für experimentelle und klinische Pharmakologie und Toxikologie 

Fahrstrasse 17 


Telefon: 09131- 8522883, Telefax: 09131- 8522774 

E-Mail: 

gisa.tiegs@pharmakologie.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http:// www.uni-erlangen.de/docs/FAU/fakultaet/med/kle/ekpt/ 

Fachgebiet: Zelluläre Immunologie, Experimentelle Toxikologie 

Prof. Dr. rer. nat. Thomas Winkler 

Lehrstuhl für Genetik, Sektion Hämatopoiese 

Nikolaus-Fiebiger-Zentrum 

Glückstrasse 6 


Telefon: 09131-8529136 , Telefax: 09131-8529106 

E-Mail: 

twinkler@molmed.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.molmed.uni-erlangen.de/genetik/index.html 

Fachgebiet: Molekulare Immunologie, Genetik 

1 

• GRK 592: Lymphozyten - Differenzierung, Aktivierung und Deviation •

Priv. Doz. Dr. rer. nat. Manfred Lutz 

Dermatologische Klinik mit Poliklinik 

Hartmannstr. 14 


Telefon: 09131-8536307, Telefax: 09131-8536336 

e-Mail: 

lutz@derma.med.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www2.derma.med.uni-erlangen.de/klinik/ 

Fachgebiet: Zelluläre Immunologie, Experimentelle Dermatologie 

Dr. med. Reinhard E. Voll 

Institut für Klinische Immunologie und Rheumatologie der Medizinischen Klinik III 

Krankenhausstr. 12 


Telefon: 09131-853 5796, Telefax: 09131-853 5776 

e-Mail: 

reinhard.voll@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Molekulare und klinische Immunologie 

Weitere, beteiligte Hochschullehrer 

Prof. Dr. med. Harald Burkhardt 

Institut für Klinische Immunologie und Rheumatologie 

der Medizinischen Klinik III 




e-Mail: 

Harald.Burkhardt@med3.med.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Klinische und Molekulare Immunologie 

Prof. Dr. rer. nat. Georg Fey 

Lehrstuhl für Genetik 

Fachgebiet: Molekulare Immunologie, Hämatologie 

Staudtstraße 5 


Telefon: 09131-852-8493, Telefax: 09131-852-8526 

e-Mail: 

gfey@biologie.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Experimentelle Hämatopoiese, Genetik 

Prof. Dr. med. Bernhard Manger (Koantragsteller) 



Krankenhausstraße12 



e-Mail: 

bernhard.manger@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Klinische und Molekulare Immunologie 

2 


Prof. Gerald Niedobitek 

Pathologisches Institut 

Fachrichtung: Immunologie, experimentelle Pathologie 

Krankenhausstr. 8 – 10 


Telefon: 09131-852 2288 Telefax: 09131-852 2613 

e-Mail: 

gerald.niedobitek@patho.imed.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.pathologie.med.uni-erlangen.de/ 

Fachgebiet: Experimentelle Immunologie und Pathologie 

Prof. Alexander Steinkasserer 

Dermatologische Universitätsklinik 

Hartmannstr. 14 



e-Mail: 

steinkasserer@derma.imed.uni-erlangen.de 


Fachgebiet: Experimentelle Dermatologie, Molekulare Immunologie 

PD Dr. med. Jens-Oliver Funk 


Hartmannstraße 14 


Telefon: 09131-85-36335, Telefax: 09131-85-36336 

e-Mail: 

funk@derma.imed.uni-erlangen.de 


Fachgebiet: Experimentelle Dermatologie, zelluläre Immunologie 

PD Dr. med. Dr. rer. nat. André Gessner 

Institut für Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene 

Wasserturmstr. 3 



e-Mail: 

gessner@mikrobio.med.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.uni-erlangen.de/docs/FAU/fakultaet/med/ 

klimi/mikrobio.html 

Fachgebiet: Molekulare Immunologie 

PD Dr. rer. nat. Martin Herrmann (Koantragsteller) 





Telefon: 09131-853 5796, Telefax: 09131-853 5776 

e-Mail: 

martin.herrmann@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Klinische und zelluläre Immunologie 

3 


PD Dr. rer. nat. Heinrich Körner 

Interdiziplinäres, Klinisches Forschungszentrum 

Glückstraße 6 


Telefon: 09131-8539312. Telefax: 09131 8539311 

e-Mail: 

hkoerner@molmed.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.molmed.uni-erlangen.de/staff/hkoerner.html 

Fachgebiet: Zelluläre Immunologie, Infektionsimmunologie 

PD Dr. med. Hendrik Schulze-Koops 



Glückstraße 6 


Telefon: 09131-853 3795 Telefax: 09131-853 4770 

e-Mail: 

Schulze-Koops@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: klinische und zelluläre Immunologie 

PD Dr. med. Hans-Martin Lorenz 



Glückstraße 4a 



e-Mail: 

Hannes.Lorenz@med3.imed.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.uni-erlangen.de/med3/ 

Fachgebiet: klinische und zelluläre Immunologie 

PD Dr. med. Steffen Stenger 

Institut für Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene 

Wasserturmstr. 3 



e-Mail: 

steffen.stenger@mikrobio.med.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.uni-erlangen.de/docs/FAU/fakultaet/ 

med/klimi/mikrobio.html 

Fachgebiet: Infektionsimmunologie 

4 


Weitere Teilprojektleiter/innen 

Dr. med. Thomas Geiler (Koantragsteller) 



Glückstraße 4a 



e-Mail: 

Thomas.Geiler@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Klinische Immunologie 

Dr. med. Lars Jenne 


Hartmannstrasse 14 



e-Mail: 

Jenne@derma.imed.uni-erlangen.de 


Fachgebiet: Experimentelle Immunologie, Dermatologie 

Dr. med. Thomas Nagel 



Krankenhausstraße12 


Telefon: (09131) 8533911 Telefax: 09131-8534770 

e-Mail: 

thomas.nagel@med3.imed.uni-erlangen.de 

Fachgebiet: Klinische und zelluläre Immunologie 

Dr. rer. nat. Andreas Pahl 

Institut für Pharmakologie und Toxikologie 

Fahrstr.17 



e-Mail: 

pahl@pharmakologie.uni-erlangen.de 

WWW-Server: http://www.uni-erlangen.de/docs/FAU/fakultaet/med/kle/ekpt/ 

Fachgebiet: Zelluläre Immunologie, Pharmakologie 

5 


1.3 Fachgebiete und Themenkreise 

Fachgebiete: 

Immunologie, Hämato-Onkologie, Genetik, Zellbiologie, Mikrobiologie, 

Pharmakologie 

Themenbereich A: 

Differenzierung von Lymphozyten 

(Projekt A1, H.-M. Jäck) 

(Projekt A2, H. Schulze-Koops) 

(Projekt A3, M. Lutz) 

(Projekt A4, A. Pahl) 

(Projekt A5, T. Winkler) 

(Projekt A6, R. Voll/M. Herrmann) 

Themenbereich B: 

Aktivierung reifer Lymphozyten 

Projekt B2 (S. Stenger) 

Projekt B3 (A. Gessner) 

Projekt B5 (T. Nagel/B. Manger) 

Projekt B6 (J. Funk) 

Projekt B7 (H. Körner) 

Projekt B8 (G. Tiegs) 

Projekt B9 (A. Steinkasserer) 

Themenbereich C: 

Deviation von Lymphozyten 

(Projekt C5, H. Burkhardt) 

(Projekt C8, T. Geiler/H.-M. Lorenz) 

(Projekt C9, G. Niedobitek) 

(Projekt C10, L. Jenne) 

(Projekt C11, G. Fey) 

Die nicht durchlaufende Nummerierung beruht auf der Tatsache, dass 7 Antragsteller 

der 1. Förderperiode nicht mehr für die 2. Förderperiode zur Verfügung stehen 

1.4 Voraussichtliche Laufzeit 

1. Mai 2000 – 31. April 2009 

6 


1.5 Antragszeitraum 

1. Mai 2003 – 30. April 2006 

1.6 Beginn der Weiterförderung 

1. Mai 2003 

1.7 Angestrebte Zahl der Doktorand(inn)en 

Für die zweite Förderperiode werden wieder 15 Doktorandenstipendien für eine Gesamtzeit 

von drei Jahren beantragt. Zum weiteren Kreis der Kollegiat(inn)en zählen darüber 

hinaus ca. 5-10 weitere Doktorand(inn)en von den sechs beteiligten Lehrstühlen, 

Instituten und Abteilungen. Somit beträgt die Gesamtzahl der Kollegiat(inn)en ca. 20- 

25. Laut Vorgabe der DFG werden „als Stipendiaten die Doktoranden bezeichnet, die 

ein Stipendium des Graduiertenkollegs erhalten, als assoziierte Kollegiaten, solche, die 

anderweitig finanziert werden, aber dem Graduiertenkolleg angehören“. Wie in den 

Richtlinien der DFG weiterhin vorgeschlagen, werden „im weiteren Text mit dem Begriff 

‚Kollegiaten‘ die Gruppe der ‚Stipendiaten und assoziierte Kollegiaten‘ bezeichnet; 

dabei ist die weibliche Form stets mitgemeint“. 

7 


2. Ziele, Programm und Struktur des Graduiertenkollegs 

Die Kollegkommission (siehe Berichtsband, Kapitel Organisation und Struktur des 

GRK592), bestehend aus dem Sprecher (H.-M. Jäck), den vier stellvertretenden Sprechern 

(G. Tiegs, T. Winkler, M. Lutz und R. Voll) und zwei von den Kollegiaten gewählte 

Vertreter (U. Gaipl und G. Pech), entwickelte gemeinsam ein für Doktoranden 

attraktives Forschungs- und Ausbildungsprogramm auf dem Gebiet der Lymphozytenbiologie. 

Die Kommission wählte insgesamt 18 Antragsteller für die 2. Förderperiode 

aus, von denen bereits 8 als Antragsteller (H. Burkhardt, T. Winkler, A. Gessner, A. 

Pahl, H. Schulze-Koops, S. Stenger, M. Lutz und H.-M. Jäck) an der 1. Förderperiode 

beteiligt waren. Die übrigen 10 Antragsteller wurden aus dem Pool assoziierter Projektleiter 

ausgewählt. 7 der assoziierten Projektleiter beteiligten sich bereits als Betreuer in 

der 1. Förderperiode (G. Fey, G. Tiegs, H.-M. Lorenz, T. Nagel/B. Manger, R. Voll/M. 

Herrmann, A. Steinkasserer, L. Jenne) und drei wurden im Verlauf der 1. Antragsperiode 

von der Kollegkommission in das Kolleg aufgenommen (J.-O. Funk, G. Niedobitek, 

H. Körner). 6 Antragsteller der 1. Förderperiode werden dem Kolleg für die 2. Förderperiode 

nicht mehr zur Verfügung stehen, entweder weil sie Erlangen bereits verlassen 

haben [R. Waßmuth (akademischer Rat, Universität Düsseldorf), R. Marschalek (C3 

and der Universität Frankfurt) bzw. im Verlaufe des Jahres 2002 voraussichtlich verlassen 

werden [R. Hallmann (C3-Ruf an der Universität Lund), C. Bogdan (Rufe auf C4- 

Lehrstühle an die Universitäten Hannover bzw. Freiburg)] oder aufgrund zu großer klinischer 

Belastungen nicht mehr zur Verfügung stehen (T. Harrer und M. Gramatzki). 

Kriterien für die Aufnahme als Antragsteller der 2. Förderperiode waren (1) die bisherige 

Beteiligung an Aktivitäten des Kollegs, (2) die Verknüpfung des wissenschaftlichen 

Projektes mit der Biologie von Lymphozyten, (3) Publikationsaktivität und (4) Erfolg 

bei der Einwerbung externer, begutachteter Drittmittel. 

Die Zahl der Antragsteller (18) übersteigt dabei die Anzahl der beantragten Stipendien 

(15). Dieser Umstand wird jedoch aufgrund unserer Erfahrungen aus der 1. Antragsperiode 

eher als Vorteil angesehen, da dadurch einerseits den studentischen Bewerbern ein 

größeres Spektrum an Arbeitsgruppen und Forschungsrichtungen innerhalb der Lymphozytenbiologie 

zu Verfügung steht, anderseits aber die Kontinuität nach Weggang eines 

Antragstellers aufgrund eines externen Rufes erhalten bleibt. Wir werden deshalb, 

wie in der ersten Antragsperiode, das Kolleg auch wieder für neu berufene Kollegen 

und Kolleginnen offen halten und diese auf Antrag und nach Begutachtung durch die 

Kollegkommission als assoziierte Projektleiter in das Kolleg aufnehmen. 

8 


2.1 Zusammenfassung 

Das Graduiertenkolleg richtet sich an Naturwissenschaftler mit einem abgeschlossenen 

Hochschulstudium und an Medizinstudenten nach dem Physikum. Die Projektleiter sind 

an sechs Instituten und selbständigen Abteilungen der Medizinischen und der Naturwissenschaftlichen 

Fakultät II der Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen- 

Nürnberg angesiedelt. Die Antragsteller beschäftigen sich seit mehreren Jahren mit Fragen 

aus dem Gebiet der Lymphozytenbiologie und sind durch Drittmittel finanziert. Zudem 

haben sich die meisten der Antragsteller schon in der Graduiertenausbildung bewährt. 

Die Thematik der Forschungsprojekte konzentriert sich auf die Differenzierung, 

Aktivierung und Deviation von Lymphozyten. Innerhalb dieses Forschungsfeldes wurde 

in der 1. Antragsperiode ein für Studenten und Hochschullehrer attraktives Studienprogramm 

entwickelt. Kollegiaten werden durch die Kollegkommission ausgewählt und 

durch eine Betreuungskommission, der der Mentor und zwei weitere Projektleiter angehören, 

wissenschaftlich betreut. Das spezifische Lehrangebot ist so gewählt, dass die 

Kollegiaten nicht nur die für sie notwendige theoretische und praktische Ausbildung in 

molekularen, zellulären und klinischen Aspekten der Lymphozytenbiologie erhalten, 

sondern auch besser auf das spätere Berufsleben an akademischen und industriellen Institutionen 

vorbereitet werden. Dazu werden drei Kernveranstaltungen angeboten. (1) 

Anstelle der üblichen Ringvorlesungen tritt wöchentliches Pflicht-Immunologie- 

Seminar, in dem entweder Methoden bzw. Konzepte der Immunologie vermittelt werden 

oder Dozenten des Würzburger Graduiertenkollegs ihre Forschung vorstellen. (2) 

Ein durch das Kolleg etabliertes und finanziertes Trainee-Programm ermöglicht jedem 

Kollegiaten einen bis zu dreimonatigen Aufenthalt in einer deutschen Pharmafirma oder 

Forschungsinstitution außerhalb von Erlangen, präferentiell an einer nordamerikanischen 

Universität. (3) Ein- bis zweitägige Workshops werden angeboten, in denen beispielsweise 

die Elemente der „Rhetorik und Verfassung wissenschaftlicher Manuskripte 

und Anträge“ sowie „Gute wissenschaftliche Praxis“ vermittelt werden. Wir glauben, 

dass durch dieses Forschungs- und Ausbildungsprogramm nicht nur die Doktorandenausbildung 

gestrafft wird, sondern auch mehr motivierte und begabte Promovenden aus 

Erlangen und auswärtigen Universitäten für das Graduiertenprogramm gewonnen werden 

können. 

9 


2.2 Forschungsprogramm 

Ziel des Graduiertenkollegs ist die Ausbildung und Förderung von naturwissenschaftlichen 

und medizinischen Doktoranden auf dem Gebiet der Lymphozytenbiologie. In nahezu 

allen Bereichen der immunologischen Grundlagenforschung und der klinischen 

Immunologie spielen Lymphozyten eine wichtige Rolle. Sie sind nicht nur für die Erkennung 

körperfremder Protein-, Lipid- und Kohlenhydratstrukturen und damit für die 

Abwehr von Infektionserregern elementar, sondern auch von großer Bedeutung für die 

Pathogenese von Autoimmunkrankheiten und chronischen Entzündungsprozessen. Weiterhin 

können sich aus der lymphozytären Zellreihe Tumore, wie Leukämien, Myelome 

und Lymphome, entwickeln, über deren Ätiologie bis heute nur wenig bekannt ist. 

Das Graduiertenkolleg ist von der Vorstellung getragen, dass die gezielte molekulare 

Analyse der Differenzierung, Aktivierung und Deviation von Lymphozyten grundlegende 

Beiträge zu unserem Verständnis und möglicherweise auch zur zukünftigen 

Therapie der genannten Krankheitsgruppen (Infektionen, Autoimmunopathien und hämatopoetische 

Tumoren) liefern kann. Dazu wurden für die Fortführung des Graduiertenkollegs 

18 Teilprojekte ausgewählt, wobei 8 Teilprojektleiter Mitantragsteller bei der 

Neueinrichtung des Kollegs waren und die anderen Projektleiter aus den Reihen derjenigen 

„assoziierten Mitglieder“ rekrutiert wurden, die seit kurzem Promotionen im 

Rahmen des Kollegs betreuen. Die Projektleiter rekrutieren sich aus sieben verschiedenen, 

unabhängigen Einrichtungen der Medizinischen Fakultät (Institut für Pathologie, 

Institut für Pharmakologie und Toxikologie, Institut für Klinische Mikrobiologie, Immunologie 

und Hygiene, Institut für Rheumatologie und Klinische Immunologie der 

Medizinischen Klinik III, Dermatologische Klinik und der Abteilung für Molekulare 

Immunologie an der Medizinischen Klinik III) und der Naturwissenschaftlichen Fakultät 

II (Lehrstuhl für Genetik) der Friedrich-Alexander Universität (FAU) Erlangen- 

Nürnberg und beschäftigen sich mit ihren Arbeitsgruppen seit Jahren mit verschiedenen 

Fragen der Lymphozytenbiologie. Die vorgeschlagenen Forschungsthemen wurden 

wiederum so aufeinander abgestimmt, dass die Graduierten und Projektleiter der verschiedenen 

Themen die gesamte Spannbreite der Lymphozytenforschung im Kolleg erleben 

können. Weiterhin ist durch die Antragsteller die gesamte Breite modernen molekularer 

und zellulärer Techniken vertreten. 

Eine Reihe exogener und endogener Signale kontrollieren das Wachstum und die 

Differenzierung der verschiedenen Lymphozytenpopulationen. Im Themenbereich A 

„Differenzierung von Lymphozyten“ werden die zellulären und molekularen Mechanismen 

der Differenzierung von Lymphozyten sowie die Möglichkeit, diese Differenzierungsprozesse 

durch exogene Faktoren zu beeinflussen, untersucht. Die Projekte A1, 

A5 und A6 beschäftigen sich mit der Reifung und Differenzierung von B- und T- 

Lymphozyten. Die Differenzierung von T-Helferzellen vom Typ 0 (Th0) in polarisierte 

10 


T-Helferzellen vom Typ 1 (Th1) bzw. vom Typ 2 (Th2) steht im Mittelpunkt der Projekte 

A2 und A4. Da sich Th1- und Th2-Zellen u.a. in ihrem Zytokin-Sekretionsmuster 

unterscheiden und an verschiedenen Krankheitsprozessen entweder schützend oder 

krankheitsvermittelnd beteiligt sind, wird weltweit an der Entwicklung und Charakterisierung 

von immunologischen Strategien oder immunmodulatorischen Pharmaka gearbeitet, 

welche selektiv die Entwicklung von Th1- oder Th2-Zellen begünstigen bzw. 

verhindern. Projekt A3 beschäftigt sich schließlich mit der Differenzierung und Aktivierung 

von regulatorischen T-Zellen. Regulatorische T-Zellen hemmen Immunantworten 

gegen Selbst- oder Fremdantigene und stellen daher eine untersuchenswerte Zellpopulation 

im Rahmen der Therapie von Autoimmunerkrankungen und für die Induktion von 

Transplantationstoleranz dar. Im Projekt A1 (H.-M. Jäck) soll die Funktion des Prä-B- 

Zell-Rezeptorkomplexes während der frühen B-Zellreifung untersucht werden. Dabei 

steht die Aufklärung intrazellulärer Signalkaskaden und Transkriptionsfaktoren, welche 

vom Prä-B-Zellrezeptor ausgelöst werden und für die Differenzierung von Pro-B-Zellen 

in Prä-B-Zellen wichtig sind, im Vordergrund. Mittels eines in vitro Systems sollen, in 

die Synthese eine Prä-B-Zellrezeptors durch Tetrazyklin kontrolliert werden kann, biochemisch 

(2D-Gelanalysen) und molekularbiologisch (DNA-CHIP-Technologie). Im 

Projekt A2 (H. Schulze-Koops) soll in verschiedenen T-Zellpopulationen des peripheren 

Blutes untersucht werden, welche Bedeutung die Transkriptionsfaktoren GATA-3, 

c-maf und T-bet für die Differenzierung von humanen Th1- und Th2-Effektorzellen haben. 

Im Projekt A3 (M. Lutz) sollen mit Hilfe von JAK3 -/- Mäusen, deren peripheres 

Blut überwiegend T-Zellen enthält, deren Phänotyp demjenigen regulatorischer T- 

Zellen gleicht und deren Entwicklung somit von γc/JAK3-abhängigen Zytokinen unabhängig 

zu sein scheint, Differenzierungsmechanismen, Aktivierungsbedingungen und 

Suppressionsmechanismen sowohl in Zellkultur als auch nach adoptivem Transfer in 

Wildtyp-Mäuse untersucht werden. Die gezielte Verschiebung des T- 

Helferzellgleichgewichtes durch pharmakologische Substanzen soll im Projekt A4 (A. 

Pahl) verfolgt werden. Dort sollen einerseits mittels 2D-Proteingelelektrophorese spezifische 

Signalmoleküle von Th1- und Th2-Zellen als pharmakologische targets identifiziert 

und andererseits spezifische, von residenten Lungenzellen produzierte Chemokine 

für eosinophile Granulozyten und Th2-Zellen in einem in vitro Kultursystem und im 

Tiermodell nachgewiesen werden. Projekt A5 (T. Winkler) beschäftigt sich mit der 

Differenzierung von B-Lymphozyten in der Marginalzone der Milz im Vergleich zu B- 

Lymphozyten der Lymphknotenfollikel. Geklärt werden sollen die Selektionsmechanismen 

in der Marginalzone (B-Zell-Rezeptor-Signale) sowie das Verhalten dieser Zellen 

in Mäusen mit infolge genetischer Defekte zerstörter Lympharchitektur. Das Projekt 

A6 (R. Voll/M. Herrmann) widmet sich schließlich der T-Zellentwicklung. Untersucht 

werden soll einerseits die Abhängigkeit der durch den Prä-T-Zellrezeptor (Prä- 

TCR) induzierten NFκB-Aktivierung vom Grad der T-Zell-Rezeptor-Genumlagerung 

11 


und Reifung T-lympoiden Vorläuferzellen und andererseits die Rolle von NFκB für die 

Apoptosehemmung der positiv selektionierten T-Zellen. Es wird die Hypothese geprüft, 

ob diese durch Induktion anti-apoptotischer Faktoren wie cIAPs oder durch direkte Interaktion 

von NFκB mit dem pro-apoptotischen Tumorsuppressor p53 zustande kommt. 

Verschiedene Rezeptoren und deren Liganden ermöglichen es den Lymphozyten 

innerhalb einer Immunantwort auf äußere Einflüsse zu reagieren, wodurch die Lymphozyten 

entweder aktiviert oder inaktiviert werden. Die Funktionen dieser Mediatoren und 

ihrer Rezeptoren innerhalb einer Immunantwort sowie die Analyse intrazellulärer Signalwege, 

die durch diese Rezeptoren moduliert werden, stehen im Mittelpunkt des 

Themenbereiches B „Aktivierung von Lymphozyten“. Das Projekt B2 (S. Stenger) 

befasst sich mit der Funktion von NK-Zellen bei der Abwehr von M. tuberculosis Infektionen 

des Menschen. Hierbei sollen zunächst die Mediatoren (Chemokine), die NK- 

Zellen an den Ort der Infektion anlocken, identifiziert werden. Darüber hinaus soll die 

Regulierung von Perforin und Granulysin als Effektormoleküle der NK-Zellen bei der 

mykobakteriellen Abwehr untersucht werden. Im Mittelpunkt des Projektes B3 (A. 

Gessner) steht die Analyse der Signaltransduktion des Rezeptors für Interleukin (IL)-4, 

eines zentralen Zytokins bei der Aktivierung von B-Zellen und der Differenzierung von 

Th2-Zellen. Dabei sollen mittels molekularer Methoden diejenigen bereits bekannten 

oder durch die eigene Gruppe identifizierten Elemente der Signaltransduktion bestimmten 

Domänen des IL-4 Rezeptors (IL-4R) und diese wiederum den verschiedenen Funktionen 

von IL-4 (z.B. Proliferation sowie Expression von CD23 und MHC Klasse II) 

zugeordnet werden. In vivo Untersuchungen sollen die Beteiligung der IL-4R Signalwege 

bei einer komplexen antiparasitären Immunantwort bei der Maus identifizieren. Auch 

das Projekt B5 (T. Nagel/B. Manger) beschäftigt sich mit Rezeptoren, in diesem Fall 

mit den regulatorischen Rezeptoren CD28 und CTLA-4 der T-Lymphozyten und auch 

hier sollen mit Hilfe molekularbiologischer Methoden intrazelluläre Rezeptordomänen 

zum einen den Interaktionen beider Rezeptoren, zum anderen den Funktionen, sprich 

Zellzell-Aktivierung bzw. –Inaktivierung zugewiesen werden. Die Rolle der intrazellulären 

Domänen von CD28 und CTLA-4 für die Ausbildung der immunologischen Synapse 

sowie Veränderungen der an der Synapsenbildung beteiligten Strukturen durch 

die beiden Rezeptoren sollen analysiert werden. Im Mittelpunkt des Projektes B6 (J. 

Funk) steht die T-Zell-Anergie, die Folge einer T-Zellaktivierung sein kann. Hier sollen 

die CTLA-4-Signalwege für die Regulation des Zellzyklusblocks sowie neue Regulatoren 

der Zellzyklushemmung u.a. mittels proteomischen Screens identifiziert werden. 

Chemokine sind nicht nur für die Anlockung von Leukozyten an einen Infektionsherd 

essentiell, sondern regulieren auch das Einwandern von Lymphozyten in sekundäre 

lymphatische Organe. Mechanismen dieser Akkumulation untersucht das Projekt B7 

(H. Körner). Insbesondere sollen hier diejenigen Chemokine und deren Rezeptoren i- 

dentifiziert werden, die sowohl durch TNF induzierbar sind als auch die Anlockung be- 

12 


stimmter T-Zellen in die Lymphknoten im Rahmen der Lymphadenopathie von gld- 

Mäusen vermitteln. Im Projekt B8 (G. Tiegs) werden Aktivierungsmechanismen intrahepatischer 

NK- und NKT-Zellen im Hinblick auf deren gewebsschädigende Eigenschaften 

untersucht. Diese Mechanismen können im Rahmen von Infektionen und Entzündungen 

in der Leber frühe Signale der Fibrogenese und deren Folgen darstellen. 

Auch in diesem Projekt steht die Rolle von TNF für die Aktivierung und Rekrutierung 

dieser beiden Zelltypen im Vordergrund. Das Projekt B9 (A. Steinkasserer) beschäftigt 

sich mit den professionellen antigen-präsentierenden Zellen, den sogenannten 

Dendritischen Zellen (DZ). Hier soll der Ligand von CD83, einem Marker für reife DZ, 

der für die Stimulation von T-Zellen wichtig zu sein scheint, mit Hilfe unterschiedlicher 

Methoden identifiziert und funktionell charakterisiert werden. 

Ziel des Themenbereiches C „Deviation von Lymphozyten“ ist die Analyse 

und Therapie aberranter Lymphozytenentwicklungen oder -reaktionen. Unter dem Begriff 

„Lymphozytendeviation“ fassen wir die Entstehung von lymphozytären Malignomen, 

die Entwicklung von autoreaktiven Lymphozyten und den Funktionsverlust von 

Lymphozyten bei Infektionen zusammen. Drei Projekte beleuchten immunologische 

Mechanismen bei der Entstehung von Autoimmunopathien. Im Zentrum des Projektes 

C5 (H. Burkhardt) steht die Rheumatoide Arthritis (RA). Ziel hierbei ist die Charakterisierung 

von humanen immundominanten (arthritogenen) T-Zell-Epitopen auf dem 

knorpelspezifischen Kollagen Typ II sowie die Aufklärung der Struktur der humanen 

autoreaktiven T-Zell-Rezeptoren. Auch das Projekt C8 (T. Geiler/H.-M. Lorenz) beschäftigt 

sich mit der RA. Hier soll die Rolle synovialer und dermaler Fibroblasten bei 

der Entstehung von Anergie in Lymphoblasten aus Patienten mit RA im Vergleich zu 

Normalpersonen und Patienten mit Sklerodermie beleuchtet werden. Sekundäre Umlagerungen 

bereits rearrangierter Immunglobulin-Gensegmente („Rezeptorrevision“) ist 

möglicherweise ein wichtiger Schritt der Autoantikörperbildung in der Pathogenese von 

Autoimmunerkrankungen. Vorarbeiten zum Projekt C9 (G. Niedobitek) zeigten, dass 

periphere lymphatische Organe Lymphozyten enthalten, die bestimmte, mit der Antigenrezeptor-Rekombination 

gekoppelte Entwicklungsgene (Rekombinationsaktivierende 

Gene [RAGs], terminale Deoxynukleotidyltransferase [TdT]) exprimieren. 

In dem Projekt sollen der Phänotyp dieser Zellen näher charakterisiert und ein mögliches 

gehäuftes Auftreten bei Autoimmunerkrankungen untersucht werden. Im Mittelpunkt 

des Projekts C10 (L. Jenne) stehen nun wieder die DZ und hier deren Funktionsverlust 

durch virale Infektionen. Die Ausbildung der immunologischen Synapse und 

damit die korrekte Antigenpräsentation kann durch bestimmte Viren beeinträchtigt werden. 

Veränderungen der immunologischen Synapse durch Vaccinia-Viren sollen hier im 

Hinblick auf Veränderungen des Zytoskeletts der DZ und der T-Zellen, der Ausbildung 

der SMACs und Rafts sowie des Anstiegs zytosolischer Ca 2+ -Konzentrationen als funktioneller 

Test der T-Zell-Aktivierung untersucht werden. Das Projekt C11 (G. Fey) be- 

13 


schäftigt sich schliesslich mit der Therapie lymphozytärer Malignome mit Hilfe von 

Immuntoxinen. Hier sollen Immunotoxine molekularbiologisch hergestellt werden, die 

sich entweder von Pseudomonas Exotoxin A oder humaner RNAse ableiten, das Oberflächenantigen 

CD33 leukämischer Pro-B-Zellen erkennen und nach Internalisierung 

sehr schnell aus dem Endosom in das Zytosol dieser Zellen translozieren können. Diese 

schnelle Translokation ist besonders wichtig für die Dosisreduktion und die damit verbundene 

Herabsetzung der Nebenwirkungen der Immunotoxine. Die neuen, rekombinant 

hergestellten Toxine sollen sowohl in Zellkultur-Experimenten als auch in mit humanen 

leukämischen Zellen xenotransplantierten Mäusen erprobt werden. 

Die Forschungsschwerpunkte der Antragsteller sowie mögliche Dissertationsprojekte sind 

auf den folgenden Seiten mit maximal drei für das Projekt relevanten Publikationen näher 

beschrieben. Wir haben die Kritik der Gutachter an unserem Erstantrag berücksichtig und die 

Projekte dieses mal detaillierter zusammengefasst. Die Publikationen der Antragsteller von 

1998-2002 sind in Anlage 1, die für das Thema des Kollegs relevanten Drittmittelgeförderten 

Projekte in Anlage 2 und die Zusammensetzung der Arbeitsgruppen in Anlage 

3 zusammengestellt. 

A1 

Molekularer Mechanismus der durch den Prä-B-Zellrezeptor vermittelten 

Selektion funktioneller B-Lymphozyten 

Hans-Martin Jäck 

Einleitung und eigene Vorarbeiten: 

Murine und humane B-Lymphozyten entstehen im Knochenmark aus pluripotenten hämatopoetischen 

Stammzellen und durchlaufen dabei verschiedene Stadien, die durch Umlagerungen 

von Immunglobulin (Ig)-Gensegmenten charakterisiert sind. Das Wachstum, die Differenzierung 

und das Überleben B-lymphoider Vorläuferzellen wird an verschiedenen Entwicklungsstadien 

durch Zell-Zell-Kontakte, Zytokine, Chemokine und Hormone sowie durch die 

Synthese funktioneller Ig-Rezeptoren kontrolliert [Zusammenfassung in Meffre et al. (2000). 

Nature Immunology 1, 379]. Experimente mit transgenen Mäusen identifizierten einen frühen 

Kontrollpunkt am Übergang vom späten Pro-B- zum frühen Prä-B-Zellstadium, den nur solche 

B-lymphoide Vorläufer passieren, die einen Signal-kompetenten, Ig-ähnlichen Membranrezeptor, 

den sogenannten Prä-B-Zellrezeptor (Prä-BZR) synthetisieren [Zusammenfassung in 

Muljo und Schlissel, Immunol. Rev. 175, 80 (2000)]. Der Prä-BZR besteht aus zwei kovalent 

assoziierten schweren Ig-Ketten vom IgM-Typ (µH-Ketten), einer mit der schweren Kette 

über Disulfidbrücken verknüpften IgL-ähnlichen Kette, der sogenannten surrogaten leichten 

(SL) Kette, und den Signalmolekülen Igα und Igβ. Im Gegensatz zu einer konventionellen 

IgL-Kette besteht die SL-Kette aus den zwei invarianten, nicht-kovalent assoziierten Polypeptiden 

VpreB und λ5 [Zusammenfassung in Winkler und Melchers, in Molecular Biology of B- 

14 


Cell and T-Cell Development. Monroe, J. G. and E. V. Rothenberg, eds. Humana Press Inc., 

Totowa, SNJ., 393-420 (1998)]. 

In einem transgenen Tiermodell konnten wir zeigen, dass die SL-Kette späte Pro-B- 

Zellen nicht nur auf die Anwesenheit einer µH-Kette überprüft, sondern auch auf deren Fähigkeit, 

mit einer konventionellen L-Kette zu paaren (Kline et al., 1998). Experimente mit 

einem anderen transgenen Tiermodell, indem die Synthese einer transgenen µH-Kette durch 

Tetrazyklin kontrolliert werden kann, zeigten, dass ein Prä-BZR-Signal nicht nur die Differenzierung, 

sondern auch die klonale Expansion früher Prä-B-Zellen einleitet (Hess et al., 

2001). Der proliferative Effekt des Prä-BZRs konnte jedoch nur dann nachgewiesen werden, 

wenn frisch isolierte Pro-B-Zellen zusammen mit Stromazellen kultiviert wurden, ein Befund, 

der auf eine mögliche Interaktion des Prä-BZRs mit einem putativen Stromaliganden hinweist. 

Tatsächlich gelang es, eine über die SL-Kette vermittelte spezifische und saturierbare 

Bindung eines in Insektenzellen produzierten löslichen Prä-BZRs an Knochenmarkstromazellen 

zu belegen und ein Prä-BZR-interagierendes 95-kDa Polypeptid in Stromazellen zu identifizieren 

(Bradl und Jäck, 2001). Diese Befunde deuten darauf hin, dass die SL-Kette nicht nur 

für die Assemblierung eines kompletten Prä-BZR und dessen Transport in ein signalfähiges 

zelluläres Kompartment wichtig ist (Kline et al, 1998), sondern wahrscheinlich auch direkt an 

der Signalinitiierung durch Vermittlung einer Rezeptor/Liganden Interaktion beteiligt ist. 

Weitgehend unbekannt ist jedoch, wie und wo in der Zelle Prä-BZR-Signale initiiert, 

welche intrazellulären Signalkaskaden dabei induziert und welche Gene in ihrer Expression 

moduliert werden. 

Fragestellungen: 

Innerhalb einer Promotionsarbeit soll deshalb begonnen werden, einige der durch den Prä-B- 

Zellrezeptor kontrollierten Zielgene und Signalkaskaden mit biochemischen und rekombinanten 

Methoden zu identifizieren und langfristig deren Beteiligung an der Differenzierung früher 

Prä-B-Zellen aufzuklären. 

Experimentelle Ansätze: 

Die Identifizierung neuer durch den Prä-BZR kontrollierten Zielgene bzw. Signalmoleküle 

soll in einem von uns etablierten Primärzellkulturmodell erfolgen, in dem die Synthese einer 

µH-Kette, und somit des Prä-BZRs, durch Tetrazyklin kontrolliert werden kann. Protein- bzw. 

Genexpressionsmuster werden in frisch isolierten, murinen Pro-B-Zellen vor und nach Induktion 

der µH-Kette durch 2D-Gelelektrophorese bzw. die DNA-Chip-Technologie ermittelt. 

Differentiell synthetisierte Polypeptide werden entweder massenspektrometrisch, über Proteinsequenzierung 

oder Westernblot-Analysen identifiziert. 

Arbeitsprogramm und Methodik: 

Als Quelle für primäre Pro-B-Zellen dient eine von uns etablierte doppelt-transgene (dTg) 

Mauslinie. Das Genom dieser Maus enthält einerseits ein Transgen, das für den durch Tetrazyklin 

kontrollierbaren Transaktivator tTA codiert, und andererseits ein transgenes µH- 

Kettengen unter der Kontrolle eines Promoters, der durch tTA in Abwesenheit von Tetrazyklin 

aktiviert wird (tet-off System). Da die dTg-Maus auch eine homozygote Deletion des 

recombination activation gene 2 (RAG2) trägt, produzieren B-lymphoide Zellen ausschließ- 

15 


lich die durch das Transgen codierte µH-Kette. Pro-B-Zellen werden aus einer dTg-Maus, der 

Tetrazyklin im Trinkwasser verabreicht wurde (→ µH-Kettensynthese abgeschaltet), durch 

eine magnetische Isoliertechnik mit einem Antikörper gegen das B-Lymphozyten-spezifische 

Oberflächenprotein CD19 isoliert (Ausbeute pro Maus ca. 1-2 Millionen Pro-B-Zellen), gewaschen 

und auf Stromazellen in An- (→ µH-Synthese ist angeschaltet) bzw. Abwesenheit 

von Tetrazyklin (→ µH-Kettensynthese ist abgeschaltet) für 6 bzw. 48 hrs zur Messung von 

Kurz- bzw. Langzeiteffekten kultiviert. Danach werden B-lymphoide Zellen durchflußzytometrisch 

mit einem Fluoreszenz-konjugiertem Antikörper gegen CD19 sortiert und entweder 

zur Gesamt-RNA-Isolierung bzw. zur Generierung zellulärer Proteinlysate verwendet. Kommerziell 

erworbene DNA-Chips (Affymetrix) werden mit der isolierten und Fluoreszenzmarkierten 

Gesamt-RNA hybridisiert und in einem CHIP-Lesegerät ausgewertet. Die letztere 

Analyse soll von dem Doktoranden im Labor von Prof. Möröy (Universität Essen), der diese 

Methode bereits etabliert hat, durchgeführt werden. 

Analog sollen Proteinmuster mittels der 2D-Gelelektrophoresetechnik, die in unserem 

Labor bereits mit dem System von Amersham-Pharmacia erfolgreich etabliert wurde, ermittelt 

werden. Dazu werden Zell-Lysate aus 10 6 induzierten (→ µH-Ketten-Synthese ist angeschaltet) 

bzw. nicht-induzierten (→ µH-Kettensynthese ist abgeschaltet) Pro-B-Zellen in einem 

2D-Gelsystem aufgetrennt und Proteine über eine Färbung der Gele entweder mit Silber oder 

Coomassie Blue nachgewiesen. Die Proteinmuster werden mit Hilfe der Image-Master 2D 

Software (Amersham-Pharmacia) ausgewertet und miteinander verglichen. Die Identität von 

qualitativ und quantitativ unterschiedlichen Proteinspots wird entweder massenspektroskopisch 

oder durch Bestimmung der partiellen N-terminalen Proteinsequenz ermittelt (durch die 

Firma Toplab, München). Die daran anschließende Charakterisierung unbekannter Gene, deren 

Expression durch Prä-B-Zellrezeptorsignale kontrolliert wird, konzentriert sich zuerst auf 

solche, die für potentielle Transkriptionsfaktoren und Tyrosin-, Serin-, und Threoninkinasen 

bzw. -phosphatasen kodieren. 

Eigene, für das Projekt relevante Publikationen (Auswahl): 

Bradl, H. and H.-M. Jäck (2001). Surrogate light chain mediated interaction of the pre-B cell receptor with 

adherent cells. J. Immunol. 167, 6403-11. 

Hess, J., Müller, A., Wirth, T., Melchers, F, Jäck, H.-M. und Winkler, T. (2001). Induction of Pre-B Cell Proliferation 

Following De Novo Synthesis of the Pre-B Cell Receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 13;98, 

1745-50. 

Kline, G.H., Hartwell, L., Beck-Engeser, G.B., Keyna, U., Zaharevitz, S., Klinman, N.R., and Jäck, H.-M.. 

(1998). Pre-B Cell Receptor-Mediated Selection of Pre-B Cells Synthesizing Functional µ Chains. J. 

Immunol. 161,1608. 

16 


A2 

Molekulare Regulation der humanen T-Helfer-Zell-Differenzierung 

Hendrik Schulze-Koops 

Einleitung: 

Es gibt eine Reihe von Hinweisen darauf, dass die chronische Entzündungsreaktion vieler 

humaner Autoimmunerkrankungen, wie z. B. der rheumatoiden Arthritis (RA), durch proinflammatorische 

T-Helfer (Th) Typ 1 Zellen unterhalten wird. So lassen sich sowohl in der 

Synovia als auch im Blut von Patienten mit RA aktivierte Th1-Zellen nachweisen, die vermutlich 

die chronische Entzündung unterhalten. Entzündungs-modulierende Th2-Zellen findet 

man dagegen bei RA-Patienten nicht. Unsere Arbeitsgruppe hat sich in den letzten Jahren 

intensiv damit beschäftigt, die Ursachen dieser vermutlich pathogenetisch bedeutsamen Funktionsstörung 

der T-Zellen zu definieren und Mechanismen, die die humane T-Zell- 

Differenzierung regulieren, zu identifizieren. Wir haben zeigen können, dass immunmodulatorische 

Th2-Zellen aus ruhenden Memory T-Zellen durch Stimulation des Oberflächenmoleküls 

CD28 (ohne Aktivierung des T-Zell-Rezeptors) generiert werden können. Im krassen 

Gegensatz zum Gesunden kann die Differenzierung von Th2-Effektoren nur bei einem Drittel 

der RA-Patienten induziert werden, was für einen Th2-Zell-Differenzierungsdefekt bei RA- 

Patienten spricht. Die durch CD28 vermittelte Th2-Zell-Differenzierung wird durch die 

Transkription des Interleukin 4 Gens und die Aktivierung der p38 MAP Kinase reguliert. Eine 

Blockade der Aktivität der p38 MAP Kinase verhindert genauso wie die Neutralization von 

IL-4 die Differenzierung von Th2-Zellen. CD28 aktiviert die p38 MAP Kinase und die 

Transkription des IL-4 Gens in Memory T-Zellen direkt. Dagegen führt die Ligation von 

CD28 in naiven T-Zellen weder zur IL-4 Gen-Transkription noch zur p38 MAP Kinase 

Phosphorylierung. Auch kann CD28 in naiven T-Zellen alleine (also ohne Aktivierung des T- 

Zell-Rezeptors) keine Th2-Zell-Differenzierung auslösen. Damit steht ein System zur Verfügung, 

das es ermöglicht, die Bedeutung von in der Th-Zell-Differenzierung bei Mäusen bedeutsamen 

Transkriptionsfaktoren, wie z.B. GATA-3, c-maf oder T-bet, aber auch von 

Transkriptionsfaktoren und Signalmolekülen, die an der p38 MAP Kinase-Kaskade beteiligt 

sind, in der humanen Th-Zell-Entwicklung zu analysieren. 

Arbeitshypothese/Fragestellung: 

Die Bedeutung der Transkriptionsfaktoren GATA-3, c-maf oder T-bet in der humanen Th- 

Zell-Entwicklung soll analysiert werden. 

Allgemeiner experimenteller Ansatz: 

Mit Realtime-PCR, Western-Blot, und durch Verwendung von anti-sense RNA soll die Regulation, 

Expression und Bedeutung der einzelnen Transkriptionsfaktoren nach gezielter T-Zell- 

Stimulation und in sich zu Th1- oder Th2-Zellen differenzierenden T-Zell-Populationen untersucht 

werden. Die Verwendung von T-Zellen eines Patienten mit einem mutierten und daher 

funktionslosen GATA-3 Allel werden bei dieser Analyse von Vorteil sein. Solche Zellen, 

17 


Antikörper gegen die einzelnen Signalmoleküle und Transkriptionsfaktoren, Primer für die 

mRNA dieser Moleküle, anti-sense Oligonukleotide und konstitutiv aktive wie auch dominant 

negative Signalmoleküle sind in der Arbeitsgruppe vorhanden. 

Beschreibung des Promotionsthemas: 

• Nachweis der Expression von GATA-3 in verschiedenen Zellpopulationen des peripheren 

Blutes gesunder Erwachsener und des Nabelschnurvenenblutes mittels Westernblot. Die 

Aufreinigung von CD4-und CD8-positiven T-Zellen, von naiven und memory T-Zellen, 

von Monozyten und B-Zellen wird im Labor routinemässig durchgeführt. Westernblot- 

Technologie ist ebenfalls etabliert und Antikörper gegen verschiedenen Domänen des 

GATA-3, die im Westernblot eingesetzt werden können, stehen zur Verfügung. 

• Nachweis der Expression von GATA-3 in verschieden stimulierten CD4-T- 

Zellpopulationen (naive und memory T-Zellen; unter Th1- und Th2-Zell-Differenzierung 

induzierenden Bedingungen; zu verschiedenen Zeiten nach Beginn der Stimulation) mittels 

Westernblot. 

• Nachweis der mRNA-Expression von GATA-3, T-bet und c-maf in verschiedenen Zellpopulationen 

des peripheren Blutes gesunder Erwachsener und des Nabelschnurvenenblutes 

sowie in verschieden stimulierten CD4-T-Zell-Populationen mittels RT-PCR. RT-PCR 

ist im Labor etabliert, die Primer für die zu untersuchende cDNA stehen zur Verfügung. 

• Quantifizierung der mRNA-Expression von GATA-3, T-bet und c-maf während der Differenzierung 

von CD4 T-Zellen zu polarisierten T-Zell-Subsets mittels Realtime-PCR. Die 

Methode wird im Labor verwendet, die Primer stehen zur Verfügung, zugang zu einer 

Realtime-PCR-Anlage besteht. 

• Analyse der Bedeutung der Expression von GATA-3, T-bet und c-maf zu definierten 

Zeitpunkten der T-Zell-Differenzierung (basierend auf den Ergebnissen der Punkte 1 – 4) 

durch gezieltes Einbringen von anti-sense Oligonukleotiden gegen die einzelnen 

Transkriptionsfaktoren in sich differenzierende T-Zellen. Oligonukleotide werden auf der 

Basis der publizierten Sequenzen generiert; die transiente Transfektion von T-Zellen mit 

Oligonukleotiden ist im Labor etabliert. 


Skapenko, A, Lipsky, P. E., Kraetsch, H.-G., Kalden, J. R., and H. Schulze-Koops. (2001). Antigen-independent 

Th2 cell differentiation by stimulation of CD28: Regulation via IL-4 gene expression and mitogen-activated 

protein kinase activation. J. Immunol. 166:4283-4292 

Skapenko, A., Wendler, J., Lipsky, P. E., Kalden, J. R., and H. Schulze-Koops. (1999). Altered memory T cell 

differentiation in patients with early rheumatoid arthritis. J. Immunol. 163:491-499 

Schulze-Koops, H., Lipsky, P. E., and L. S. Davis. (1998). Human memory T cell differentiation into Th2-like 

effector cells is dependent on IL-4 and CD28 stimulation and inhibited by TCR ligation. Eur. J. Immunol. 

28:2517-2529 

18 


A3 

Untersuchungen zur Differenzierung und Funktionen regulatorischer 

T-Zellen mittels JAK3 -/- Mäusen 

Manfred Lutz 

Einleitung 

Die Aufrechterhaltung von peripherer T-Zell-Toleranz wird über multiple Mechanismen gesteuert. 

Dazu gehören neben Ignoranz, Anergie, Immundeviation und Deletion, neuerlich auch 

regulatorische T-Zellen (T reg ). T reg befinden sich in Mäusen konstitutiv zu 5-10% in der Milz 

und den Lymphknoten, und sind beim Menschen aus peripeherem Blut isolierbar. Die Isolierung 

und Anreicherung von T reg aus Maus und Mensch sind in den letzen Jahren mehrfach 

beschrieben worden. Auch zeigte sich, daß Dendritische Zellen (DZ) in vivo an der antigenspezifischen 

Aktivierung von T reg beteiligt sind. Uns ist es nun vor kurzem gelungen, den Typ 

bzw. Reifungsgrad von DZ zu identifizieren, der zur Induktion von CD4 + CD45RB low IL-10 + 

T reg in vivo führt. 

Grundsätzlich sind über den Ursprung, die Induktion und die Funktionen der T reg nur wenig 

bekannt. Allerding scheinen 'normale' T-Zellen und T reg einen unterschiedlichen Verlauf in 

der Thymusentwicklung zu nehmen. 

In dem hier vorgeschlagenen Projekt die T-Zellen von Janus Tyrosinkinase-3 (JAK-3)- 

defizienten Mäusen näher untersucht werden. JAK-3 bindet die gemeinsame γ-Kette (γc) und 

bestimmt damit die Signaltransduktion der Zytokine IL-2, IL-4, IL-7, IL-9 und IL-15. JAK-3 - 

/- Mäuse zeigen zwar Defekte in der Hämatopoese von T- und B-Zellen, dennoch finden sich 

wenige T-Zellen in der peripheren Zirkulation. Diese T-Zellen tragen Gedächtnismarker, sind 

funktionell anerg, und exprimieren konstituitv mRNA für IL-10, kaum IL-2 und IFN-γ und 

kein IL-4. Damit entsprechen fast alle T-Zellen aus JAK-3 -/- Mäusen einem Phänotyp, wie er 

für T reg beschrieben ist. 

Arbeitshypothese 

Es wäre also möglich, daß das Fehlen von JAK-3 nur die Entwicklung von T reg , aber nicht die 

Differenzierung von 'normalen' naiven T-Zellen zuläßt. 

Allgemeiner experimenteller Ansatz 

Der beschriebene Phänotyp von T-Zellen aus JAK3 -/- Mäusen deckt sich ebenso mit unseren 

eigenen Untersuchungen und entspricht sehr gut dem von T reg . Vorläufige Daten deuten auch 

darauf hin, daß CD4 + T-Zellen aus JAK3 -/- Mäusen dazu in der Lage sind, eine primäre allogene 

T-Zellantwort (MLR) von Wildtyp-T-Zellen in vitro zu inhibieren, und damit als T reg zu 

agieren. In diesem Projekt sollen nun die Entwicklung und die Eigenschaften von T reg mit 

Hilfe der JAK3 -/- Mäuse untersucht werden, da sie hier besonders 'angereichert' sind. 

19 


Beschreibung des Promotionsthemas 

• Analyse der T-Zellen dieser Tiere mit allen zur Verfügung stehenden T-Zell- und anderen 

Markern (FACS), um eventuelle Unterschiede zu aktivierten/Memory-Zellen aus Wildtyp- 

Mäusen zu finden, und möglicherweise einen T reg -spezifischen Marker. 

• Regulation der Produktion von T reg -spezifischen Zytokinen (IL-10, TGF-β) mit verschiedenen 

T-Zell-Stimuli (intrazellulär FACS, ELISA, RT-PCR). 

• Identifizierung γc-unabhängiger Differenzierungsfaktoren für T reg (bisher bekannt sind die 

Zytokine IFN-α, IL-10; andere und Kombinationen sind zu testen). 

• Untersuchung der molekularen Aktivierungsbedingungen für T reg nach T-Zell- 

Stimulantion (PMA+Ionomycin, SEB, T-Zell-Rezeptor, IL-2 und andere Zytokine) und 

Antikörperblockade (T-Zell-Rezeptor, Kostimulation CD28/CTLA4, Anergie/T reg - 

induzierende Moleküle: wie CD2, CD47, GITR, u.a.) mittels Ca2+ Influx, Aktivierungmarker, 

Zytokinproduktion (FACS, RT-PCR). 

• Suppression von antigen-spezifischen (OVA, HEL) und allogenen T-Zell- 

Immunantworten durch JAK3 -/- T-Zellen in vitro und nach Fluoreszenzmarkierung 

(CFSE) als Adoptiv-Transfer-Experimente in Wildtyp-Mäuse in vivo. 

Zusammenfassend soll das Projekt Aufschlüsse über Entwicklung, Aktivierung und Suppressionsmechanismen 

von T reg liefern. Die JAK-3 -/- Mäuse (J. Ihle), sowie die zu deren Analyse 

notwendigen methodischen und apparativen Voraussetzungen sind gegeben 


1. M. Menges, S. Rößner, C. Voigtländer, H. Schindler, N.A. Kukutsch, C. Bogdan, K. Erb, G. Schuler, 

and M.B. Lutz. (2002) Repetitive injections of dendritic cells matured with tumor necrosis factor-α induce 

antigen-specific protection of mice from autoimmunity. J. Exp. Med. 195: 15-21. 

2. Lutz, M.B., N.A. Kukutsch, M. Menges, S. Rößner, G. Schuler. (2000) Culture of bone marrow cells in 

GM-CSF plus high doses of lipopolysaccharide generates exclusively immature dendritic cells which 

induce alloantigen-specific CD4 T cell anergy in vitro. Eur. J. Immunol. 30:1048-1052. 

3. Lutz, M.B., R. Suri, M. Niimi, N.A. Ogilvie, A.L.J., Kukutsch, S. Rößner, K. Wood, G.Schuler, J. 

Austyn. (2000) Immature dendritic cells generated with low doses of GM-CSF in the absence of IL-4 

are maturation-resistant and prolong allograft survival in vivo. Eur. J. Immunol. 30:1813-1822. 

A4 

Pharmakologische Beeinflussung der Th1/Th2-Differenzierung als 

neues Therapiekonzept 

Andreas Pahl 

Einleitung 

Je nach Art der Stimulation und der Umgebung können sich aus Vorläufer-T-Zellen (Th0) 

zwei unterschiedliche Arten von reifen T-Zellen (Th1 und Th2) entwickeln. Diese zwei Typen 

20 


unterscheiden sich u.a. durch die distinkte Produktion von Zytokinen. Darüber hinaus haben 

diese Zelltypen unterschiedliche Effekte auf die Immunantwort und können bei pathologischen 

Veränderungen entweder protektiv oder pathogenetisch wirken. So hat sich u.a. herausgestellt, 

daß Th2-Zytokine entscheidend zur Pathogenese von Allergischen Erkrankungen 

beitragen. Die derzeitige Therapie der chronischen allergischen Entzündung beruht fast ausschließlich 

auf der Gabe von Immunsuppressiva wie z.B. Steroiden. Die dauerhafte Einnahme 

von Steroiden führt jedoch zu einer Reihe von unerwünschten Nebenwirkungen. Da derzeitige 

Immunsuppressiva sowohl Th1- als auch Th2-Zytokine inhibieren, sollte eine neue Generation 

von Th-Subtyp-spezifischen Immunmodulatoren weit weniger Nebenwirkungen bei gleicher 

Wirksamkeit aufweisen. Daraus wurde ein neues Therapiekonzept entwickelt, dessen 

Ziel es ist, spezifisch die Bildung von Th2-Zytokinen und die Reifung von Th2-Zellen zu unterdrücken. 


Wir konnten zeigen, daß in T-Zellen unterschiedliche Signalwege zur Induktion von Th1- und 

Th2-Zytokinen führen. Die Hemmung einzelner Signalwege mittels niedermolekularer Substanzen 

(z.B. MAPK-Inhibitoren) führte u.a. zur reduzierten IL-13 Bildung. In vivo führten 

solche niedermolekulare Substanzen in einem Tiermodell der bronchialen Hyperreaktivität 

zur Reduktion der Einwanderung von Eosinophilen in die Lunge. Im Rahmen eines laufenden 

BMBF-Projektes wurde eine Reihe neuartiger, niedermolekularer Substanzen identifiziert und 

patentiert, die in der Lage sind, die Produktion Th2-typischer Zytokine zu blockieren. Im Gegensatz 

zu dem bekannten Hemmern der Zytokinproduktion, wie Cyclosporin A, FK-506 und 

Glukokortikoide, war die Wirkung von ausgewählten Substanzen auf die Hemmung der Zytokine 

IL-4, IL-5 und IL-13 beschränkt. Einige dieser Substanzen waren auch im Tiermodell 

aktiv. So führte eine Substanz nach inhalativer Applikation zur einer Hemmung der Spätphasen-Eosinophilie 

beim Meerschwein und der Ratte. Schließlich konnten wir als Wirkungsmechanismus 

die Bindung an Cyclophiline, allerdings an anderer Stelle als Cyclosporin A, wahrscheinlich 

machen. Die Phosphataseaktivität von Calcineurin wird allerdings nicht gehemmt, 

so daß die Hemmung eines bislang unbekannten Signalweges in der T-Zelle von uns postuliert 

wird. 

Experimenteller Ansatz 

In meinem Labor wurde die Technik der 2D-Proteingelektrophorese etabliert. Während es 

vergleichende Untersuchungen von Th1- und Th2-Zellen mittels der DNA-Arraytechnologie 

gibt, ist eine solche bislang nicht auf der Proteinebene durchgeführt worden. Dies erscheint 

allerdings um so interessanter, da sich diese beiden Zelltypen vor allem in der Aktivierung 

von Signaltransduktionswegen unterscheiden. Diese sind in der Regel durch posttranskriptionelle 

und posttranslationelle Modifikationen wie zum Beispiel Phosphorylierungen charakterisiert 

sind. Thema einer Doktorarbeit ist es, zwischen Th1- und Th2-Zellen unterschiedlich 

exprimierte oder modifizierte Proteine zu identifizieren. Die dadurch identifizierten spezifischen 

Signalwege können Angriffspunkte für neue Th-Subtyp spezifische Pharmaka darstel- 

21 


len. Dazu werden aus Buffy Coats zunächst PBMC und anschließend über MACS reine CD4 + 

T-Zellen gewonnen. Die Optimierung der Lyse- und Elektrophoresebedingungen für die 2D- 

Proteingelektrophorese kann mit CD4 + T-Zellen durchgeführt werden. Sind diese Bedingungen 

etabliert, werden CD4 + T-Zellen in vitro zu Th1- bzw Th2-Zellen differenziert und mittels 

2D-Proteingelektrophorese und Massenspektroskopie unterschiedliche Proteine identifiziert. 

Die Befunde werden mittels unabhängiger Techniken wie z.B. Westernblot oder funktioneller 

Tests überprüft. 

Im Rahmen der Doktorarbeit der derzeitigen Kollegiatin Annette Breuer konnten wir 

zum ersten Mal zeigen, daß Mastzellprodukte wie Histamin und Prostaglandin D 2 in der Lage 

sind, die Bildung von Chemokinen in residenten Zellen der Lunge („smooth muscle cells“ und 

Epithelzellen) zu induzieren. In einer weiterführenden Doktorarbeit soll nun zunächst in vitro 

mit Hilfe von Chemotaxisassays die Wanderung von Eosinophilen und T-Zellen untersucht 

werden. Hiermit sollt festgestellt werden, in wieweit diese, von residenten Lungenzellen produzierten 

Chemokine für die Wanderung von Zellen eine Rolle spielen. Dazu werden Überstände 

von Histamin bzw. PGD 2 behandelten residenten Lungenzellen gesammelt. In „Transwell-Chambers“ 

wird insbesondere die Wanderung von Th2-Zellen in Abhängigkeit der konditionierten 

Überstände untersucht. Diese Zellen entscheidend für die Pathogenese der späten 

und chronischen Phase des Asthma sind. Im zweiten Teil dieser Doktorarbeit sollen diese 

Befunde im Tiermodell der Spätphasen-Eosinophilie in Mäusen vertieft werden. Zunächst 

wird untersucht, welche Chemokine in der bronchoalveolären Lavage in Abhängigkeit von 

der Sensibilisierung und der Provokation zu finden sind. Im weiteren wird die Produktion der 

Chemokine in Abhängigkeit vom genetischen Hintergrund (z.B. Prostaglandin D 2 Rezeptor 

knockout Maus) analysiert. 

Alle für diese Arbeiten benötigten Materialien inklusive der Zellen sind im Labor vorhanden, 

alle benötigten Techniken sind etabliert. 


1. Andreas Pahl, Meixia Zhang, Hildegard Kuss, Istvan Szelenyi and Kay Brune. (2002). Regulation of IL- 

13 synthesis in human lymphocytes: Implications for asthma therapy. Br.J.Pharmacol.. in press. 

2. Andreas Pahl, Meixia Zhang, Katalin Török, Hildegard Kuss, Ute Friedrich, Zoltan Magyar, Jozsef Szekely, 

Katalin Horvath, Istvan Szelenyi and Kay Brune. (2002). Anti-inflammatory effects of a cyclosporine 

receptor binding compound, D-43787. J.Pharm.Exp.Ther. in press. 

3. Lohoff, M., Duncan, G.S., Ferrick, D., Mittrucker, H.W., Bischof, S., Prechtl, S., Rollinghoff, M., Schmitt, 

E., Pahl, A. und Mak, T.W. (2000). Deficiency in the transcription factor interferon regulatory factor 

(IRF)-2 leads to severely compromised development of natural killer and T helper type 1 cells. J Exp Med 

192, 325-36. 

22 


A5 

Funktionelle Charakterisierung der B-Lymphozyten aus der Marginalzone 

der Milz 

Thomas Winkler 

Einleitung 

B-Lymphozyten aus der Marginalzone der Milz unterscheiden sich in mehreren Merkmalen 

von sogenannten follikulären B-Lymphozyten. Diese Zellen finden sich ausschließlich entlang 

des Sinus der Marginalzone in der Milz, nicht hingegen in den Lymphknoten. Marginalzonen- 

B-Lymphozyten sind stark positiv für CD21 und IgM, hingegen schwach positiv für IgD und 

CD23. Im Vergleich zu den follikulären B-Lymphozyten sind Marginalzonen-B- 

Lymphozyten etwas größer und sie exprimieren bestimmte Aktivierungsmarker. Zudem ist 

gezeigt worden, dass sich das Antikörperrepertoire der Marginalzonen-B-Lymphozyten vom 

Repertoire in follikulären B-Lymphozyten unterscheidet. Die Funktion dieser Zellen in der 

Immunantwort, sowie die Mechanismen der Selektion dieser Zellen in dieses Kompartiment, 

sind nicht vollkommen geklärt. 

In unserer Arbeitsgruppe konnten wir in Mäusen, die transgen für eine bestimmte Immunglobulin-schwere 

Kette sind, eine Vermehrung dieser Marginalzonen B-Zellen nachweisen. Interessanterweise 

trägt ein sehr großer Anteil dieser Zellen ein spezifisches Immunglobulin- 

Rearrangement und somit eine bestimmte Antigen-Spezifität. Wir konnten zeigen, dass hierfür 

eine sehr starke positive Selektion verantwortlich ist. Zudem ist es uns in den bisherigen 

Arbeiten gelungen, einen Klonotyp-spezifische Antikörper gegen diese positiv selektionierten 

Zellen der Marginalzone herzustellen. Aus diesen Arbeiten ergeben sich nun mehrere Fragestellungen, 

die im Rahmen des vorgeschlagenen Projektes bearbeitet werden sollen. 

Arbeitshypothese und allgemeiner experimenteller Ansatz: 

Unsere zentrale Hypothese ist, dass vom B-Zell Rezeptor ausgehende Signale (positive Selektion) 

für die Lokalisation der Zellen in der Marginalzone sowie den spezifischen Phänotyp der 

Zellen (CD21 stark pos., CD23 negativ, aktivierter Phänotyp) verantwortlich sind. Es soll 

daher der Einfluss von Mutationen in der Signalweiterleitung des B-Zell-Rezeptors auf die 

Entstehung, die Lebensdauer sowie die Lokalisation der Marginalzonen-B-Lymphozyten untersucht 

werden. In weiteren Experimenten soll untersucht werden, in wieweit die Lokalisation 

der Marginalzonen-B-Lymphozyten die Selektionsprozesse sowie den Phänotyp der Zellen 

beeinflusst. Für diese Experimente werden Mutanten analysiert werden, in denen die Architektur 

der sekundären Lymphorgane verändert ist. 


In den von uns etablierten transgenen Mäusen konnten wir eine starke relative Vermehrung 

von Marginalzonen-B-Lymphozyten nachweisen. Innerhalb dieser Zellpopulation finden wir 

reproduzierbar in allen Mäusen etwa 50% der Zellen mit einer identischen VH/VL- 

Gensequenz. Innerhalb der follikulären B-Lymphozyten findet sich dieser „Klonotyp“ wesent- 

23 


lich seltener. Wir konnten bereits zeigen, das Zellen mit diesem Klonotyp durch positive Selektion 

entstehen. Für die in diesem Projekt vorgeschlagenen Experimente ist es von besonderer 

Bedeutung, dass unsere transgenen Mäuse im reinen C57Bl/6 Hintergrund vorliegen. 

Für die Untersuchungen zum Einfluß der Signalweiterleitung des B-Zell-Rezeptors sollen 

knockout-Mäuse für das negativ regulatorische Molekül CD22 eingesetzt werden. Diese 

knockout-Mäuse, die ebenfalls im reinen C57Bl/6 Hintergrund vorliegen (erhalten von Dr. L. 

Nitschke, Würzburg) werden bereits in unserem Tierstall gezüchtet und sollen mit unseren 

transgenen Mäusen verpaart werden. In transgenen CD22 -/- Mäusen soll zunächst die Frequenz 

und der Phänotyp der Marginalzonen-B-Lymphozyten untersucht werden. In detaillierteren 

Untersuchungen soll dann das B-Zellrepertoire innerhalb der Marginalzonen-B- 

Lymphozyten genauer untersucht werden (Analyse der Spezifität in ELISA Assays, der Expression 

des spezifischen Klonotypen sowie der V L -Gene in Hybridomas aus gesorteten Zellen). 

Da wir über einen Klonotyp-spezifische Antikörper verfügen, können wir direkt die Selektion 

der Zellen in den knockout-Mäusen verfolgen. 

Auf Grund einer bereits länger bestehenden Kooperation mit Dr. H. Körner stehen uns Mäuse 

zur Verfügung, in denen die Lympharchitektur zum Teil (TNF-α knockout-Mäuse) oder komplett 

(TNF-α/Lymphotoxin-β knockout-Mäuse) zerstört ist. Auch diese knockout-Mäuse liegen 

im reinen C57Bl/6 Hintergrund vor. In transgenen TNF-α und TNF-α/Lymphotoxin-β 

knockout Mäusen sollen die Populationen der Marginalzonen-B-Lymphozyten und insbesondere 

die Expansion des spezifischen Klonotypen in der Durchflußzytometrie näher untersucht 

werden. In Transferexperimenten wird dann untersucht werden, ob Veränderungen im Phänotyp 

sowie im Migrationsverhalten Zell-immanent sind oder von der Umgebung sowie der 

Kompetition mit anderen Lymphozyten abhängen. 

Eine weitere Fragestellung wird sein, welche Signale die spezifische Lokalisation der Marginalzonen-B-Lymphozyten 

induzieren. Es sollen Marginalzonen-B-Lymphozyten und follikuläre 

B-Lymphozyten sortiert werden und die Genexpression der beiden Subpopulationen mittels 

high-density Arrays verglichen werden. Insbesondere Adhäsionsmoleküle sowie Rezeptoren 

für Chemokine werden im Mittelpunkt dieser Analysen stehen. 


Körner H., Winkler T.H., Sedgwick J.D., Röllinghoff M., Basten A., Cook M.C. (2001). Recirculating and 

marginal zone B cell populations can be established and maintained independently of primary and secondary 

follicles. Immunol Cell Biol 79:54-61. 

Wellmann U., Werner A., Winkler T.H. (2001). Altered selection processes of B lymphocytes in autoimmune 

NZB/W mice, despite intact central tolerance against DNA. Eur J Immunol 31:2800-10. 

Wellmann U., Letz M., Schneider A., Amann K., Winkler T.H. (2001) An immunoglobulin mu-heavy chain 

transgene inhibits systemic lupus erythematosus immunopathology in autoimmune (NZBxNZW)F1 mice. Intern 

Immunol 13:1461-1469. 

24 


A6 

Funktionelle Bedeutung der Pre-T-Zellrezeptor-vermittelten NFκB-Aktivierung 

für die T-Zellentwicklung 

Reinhard Voll/Martin Herrmann 

Einführung/Vorarbeiten: 

Die Entwicklung der T-Zellen im Thymus verläuft als streng geordnete Folge von Differenzierungs-, 

Selektions- und Proliferationsphasen, die durch Signale des T-Zellantigenrezeptors 

(TCR) gesteuert werden. Die frühen CD4 - /CD8 - -doppeltnegativen (DN) Thymozyten werden 

anhand ihrer Expression des CD25- und CD44-Antigens in 4 konsekutive Entwicklungsstadien 

unterteilt: DN1 (CD44 + CD25 - ), DN2 (CD44 + CD25 + ), DN3 (CD44 - CD25 + ) und DN4 

(CD44 - CD25 - ). In den DN3-Zellen werden die TCR-β-Kettengene rearrangiert. Kommt es 

zur Expression einer funktionellen TCRβ-Kette, so paart sich diese mit der surrogaten TCRα- 

Kette (Pre-Tα), um den Pre-TCR zu bilden. Die vom Pre-TCR vermittelten Signale, die denen 

des reifen TCR ähneln dürften, verhindern den Zelltod der TCRβ-exprimierenden Zellen und 

induzieren Proliferations- und Differenzierungsvorgänge. Dieser Pre-TCR-vermittelte Prozess 

wird als β-Selektion bezeichnet. Die Pre-TCR-exprimierenden Zellen treten in die S-Phase 

ein, werden groß und beginnen zu proliferieren. Somit lassen sich im Stadium DN3 anhand 

der Zellgröße die kleinen E-Zellen, die (noch) keine funktionelle TCRβ-Kette rearrangiert 

haben, von den großen L-Zellen mit TCRβ-Expression differenzieren. Nach einer Proliferationsphase 

im Stadium DN4 exprimieren die Thymozyten die Korezeptoren CD4 und CD8 

(DP), rearrangieren nun die TCRα-Kette, unterliegen positiver und negativer Selektion und 

werden schließlich zu reifen, entweder CD4 + -oder CD8 + -einzelpositiven (SP) Thymozyten. 

Um die Rolle von NF-κB in der T-Zellentwicklung zu studieren, generierten wir verschiedene 

transgene Mauslinien: (1) die NF-κB-Luciferase-Reportergen-Mäuse, die Luciferase in allen 

Zellen mit transkriptionell aktivem NF-κB exprimieren; (2) die 3'lck-mutIκBα-Mäuse, die 

einen Superrepressor von NF-κB (mutierter IκBα) unter Kontrolle des proximalen lck- 

Promotors selektiv in Thymozyten exprimieren; (3) die 3'lck-IKKβ-EE-Mäuse, die ebenfalls 

unter Kontrolle des proximalen lck-Promotors eine konstitutiv aktive Form der NF-κBaktivierenden 

IκB-Kinase β (IKKβ) in Thymozyten exprimieren. Mit Hilfe dieser transgenen 

Mauslinien zeigten wir, daß der Pre-TCR-Komplex eine starke Aktivierung des Transkriptionsfaktors 

NF-κB induziert und hierdurch die Zellen mit produktivem TCR-β-Rearrangement 

selektiv vor dem apoptotischen Zelltod bewahrt werden. Die Transgen-vermittelte Inhibition 

von NF-κB führte zu einer Reduktion der DN4-Zellzahl, die Induktion von NF-κB zu einer 

Zunahme der DN4-Zellzahl. Die Signaltransduktionskette, die vom Pre-TCR-Komplex zur 

Aktivierung von NF-κB führt, ist bisher nur unvollständig analysiert. Der CD3-Komplex, p56 

lck, ZAP70, PLCγ1 und die Proteinkinase C dürften jedoch essentiell für die Pre-TCRvermittelte 

NF-κB-Aktivierung sein. 

In den DN-Thymozyten von RAG1- oder TCRβ-defizienten Mäusen, die keinen Pre-TCR 

bilden können, war praktisch keine NF-κB-Aktivität nachweisbar. Unsere jüngsten Ergebnisse 

zeigen jedoch in Pre-Tα-defizienten Mäusen, daß die wenigen DN4-Zellen eine dem Wildtyp 

vergleichbare NF-κB-Aktivität aufweisen, obwohl diese Zellen keinen Pre-TCR exprimieren 

können. Möglicherweise kommt es in diesen Zellen zu einer vorzeitigen Rearrangierung 

25 


und Expression der TCRα-Kette, wodurch ein reifer TCR die Funktion des Pre-TCR übernehmen 

könnte. Auch in diesem Fall bliebe unklar, warum die Expression eines reifen TCR 

nur in Pre-T-Zellen, nicht jedoch in reifen T-Zellen zu einer starken NF-κB-Aktivierung führt. 

Obwohl die potenten antiapoptotischen Effekte von NF-κB inzwischen gut dokumentiert sind 

und molekulare Mechanismen wie die transkriptionale Induktion Apoptose-inhibierender Faktoren 

(z. B. TRAF1, TRAF2, cIAP1, cIAP2, bfl-1/A1, Gadd45β[Hemmung des proapoptotischen 

JNK-Signalwegs]) beschrieben wurden, sind die molekularen Mechanismen der antiapoptotischen 

Wirkung von NF-κB in den Pre-T-Zellen bisher nicht charakterisiert. Vorläufigen 

semiquantitativen PCR-Analysen zufolge wird zumindest cIAP2 durch den Pre-TCR nur 

geringfügig transkriptionell induziert, was vermutlich nicht den nahezu kompletten Verlust 

von bcl2 in DN4-Zellen kompensieren kann. Kürzlich wurde in Tumorzell-Linien gezeigt, 

dass NF-κB-Aktivierung die proliferationshemmenden und proapoptotischen Effekte des Tumorsuppressors 

p53 inhibiert, wahrscheinlich durch direkte Interaktion von RelA mit p53. Da 

sich in p53-defizienten Mäusen auch in Abwesenheit des Pre-TCR bzw. Pre-TCR-Signals DP- 

Thymozyten entwickeln (z. B. in RAG-defizienten Mäusen), könnte die NF-κB-Aktivierung 

ihre antiapoptotischen Wirkungen in Pre-T-Zellen über die Inaktivierung von p53 vermitteln. 

Fragestellungen/Arbeitshypothesen: 

Ziel ist es, die molekularen Mechanismen der β-Selektion in der T-Zellentwicklung zu erforschen. 

Insbesondere sollen Aktivierungsmechanismus und Funktion der Pre-TCR-vermittelten 

NF-κB-Aktivierung molekular charakterisiert werden. Hieraus dürften sich auch grundlegende 

Einsichten über die Wirkungsweise von NF-κB auf zelluläre Differenzierungs- und Selektionsprozesse 

ergeben. 

• Das 1. Teilprojekt beruht auf der Hypothese, dass Pre-TCR- und TCR-vermittelte NF-κB- 

Aktivierung ähnlichen Signaltransduktionsketten folgen und dass in Pre-Tα-defizienten 

Mäusen eine vorzeitige Expression der TCRα-Kette zur Formung eines TCR und entsprechender 

Signaltransduktion führt, wodurch das Pre-TCR-Signal ersetzen wird. 

• Im 2. Teilprojekt wrid geprüft, ob NF-κB in der T-Zellentwicklung seine Apoptoseblockierende 

Wirkung vorwiegend durch Induktion antiapoptotischer Faktoren oder durch 

Antagonisierung des Tumorsuppressors p53 entfaltet. 


Die Untersuchungen zur Pre-TCR-vermittelten NF-κB-Aktivierung und der Natur des dadurch 

bedingten antiapoptotischen Effekts werden an Thymozyten normaler und genetisch 

modifizierter Mäuse durchgeführt. Zunächst wird mittels Immunoblot und PCR-Analysen 

untersucht, ob eine vorzeitige TCRα-Expression in DN4-Zellen Pre-Tα-defizienter Mäuse 

nachweisbar ist. Ferner wird verglichen, ob Pre-TCR- und TCR-induzierte Signaltransduktion 

zur gleichen Zusammensetzung der NF-κB-Komplexe führt. 

Der molekulare Mechanismus der NF-κB-vermittelten anti-apoptotischen Effekte soll identifiziert 

werden, indem die Expression NF-κB-induzierter antiapoptotischer Faktoren in zy- 

26 


tofluorometrisch sortierten DN-Zellpopulationen ermittelt wird. Eine mögliche direkte Hemmung 

von p53 wird durch durchflußzytofluorometrische Analyse der DN- 

Thymozytensubpopulationen von p53-defizienten Mäusen erreicht, die ein NF-κBinhibierendes 

oder aktivierendes Transgen tragen. 


1. Nachweis einer vorzeitige Expression der TCRα-Kettte in den (wenigen) DN4-Zellen Pre- 

Tα-defizienter Mäuse. 

- Zytofluorometrische Sortierung der DN3- und DN4-Zellen von Wildtyp- und Pre-Tαdefizienten 

Mäusen; Quantifizierung der NF-κB-DNA-Bindungsaktivität im EMSA; 

Supershift-Analyse (Unterschiede hinsichtlich der NF-κB-Untereinheiten könnten 

Hinweis auf unterschiedliche Aktivierungsmechanismen sein). 

- Nachweis der TCRα-Kette im Immunoblot; ein positiver Nachweis in Pre-TCRdefizienten 

DN4-Zellen würde eine vorzeitige Expression der TCRα-Kette belegen. 

Nachweis des Rearrangierungsstatus und Transkription des TCRα-Gens mittels PCR 

bzw. RT-PCR. 

- Ggf.: Versuch des zytofluorometrischen Nachweises der TCR-Oberflächenexpression 

in Pre-Tα-defizienten DN4-Zellen. Da der klassische Pre-TCR-Komplex nur in sehr 

geringen Mengen an der Zelloberfläche exprimiert wird, würde eine deutliche Oberflächenexpression 

des reifen TCRα/β in DN4-Zellen dies am ehesten als Charakteristikum 

des Pre-TCR selbst und nicht der DN4-Zellen erscheinen lassen. 

2. Wie verhindert die Pre-TCR-vermittelte NF-κB-Aktivierung apoptotischen Zelltod in Pre- 

T-Zellen? 

- Nachweis NF-κB-induzierter antiapoptotischer Faktoren (z. B. TRAF1, TRAF2, cI- 

AP1, cIAP2, bfl-1/A1, Gadd45β[Hemmung des proapoptotischen JNK-Signalwegs]) 

in zytofluorometrisch sortierten DN3-E-, DN3-L-, DN4-, DP-, CD4 + -SP- und CD8 + - 

SP-Zellen mittels Westernblotanalyse und semiquantitativer PCR. 

- Um zu ermitteln, ob die funktionelle Inhibition des Tumorsuppressorproteins p53 

durch RelA wesentlich zum antiapoptotischen Effekt von NF-κB beiträgt, werden 

p53-defiziente Mäuse mit transgenen Mäusen gekreuzt, in deren Thymozyten NF-κB 

entweder durch Überexpression eines mutierten IκB inhibiert oder aber durch Expression 

einer konstitutiv aktiven IKKβ induziert wird. Falls p53 einen funktionell bedeutenden 

Angriffspunkt für NF-κB RelA bildet, sollten sowohl Inhibition als auch Aktivierung 

von NF-κB allenfalls noch marginale Effekte auf die Zellularität der DN4- 

Population besitzen. Die quantitative Analyse der Thymozytensubpopulationen der 

Mauslinien erfolgt durch 4-Farben-Zytofluorometrie. 

Außerdem soll mittels Ko-Immunpräzipitationen untersucht werden, ob RelA in DN4- 

Zellen mit p53 interagiert. 

27 


Fakultativ: Trainings-/Forschungsaufenthalt der/des Kollegiaten(in): 

Bisher wurde noch nicht schlüssig gezeigt, ob Pre-TCR-Signaltransduktion zu einer Aktivierung 

von IKKα oder IKKβ führt, oder ob die NF-κB-Aktivierung über andere Mechanismen 

vermittelt wird (z. B. Thyrosinphosphorylierung von IκBα). Die Aktivität der IKK´s in DN3- 

L- und DN4-Zellen wird dazu nach Immunpräzipitation von IKKα oder IKKβ aus den 

entspechenden Zellextrakten in einem in-vitro-Kinase-Assay quantifiziert. Im Rahmen einer 

langjährigen Kooperation mit dem Labor von Dr. Sankar Ghosh, Howard Hughes Medical 

Institute, Yale University, New Haven, USA, besteht die Möglichkeit diese Fragestellung im 

Rahmen eines mehrwöchigen Trainingsaufenthalts der/des Kollegiaten(in) an der Yale University 

zu bearbeiten und dabei die Durchführung von IKK-Kinase-Assays zu erlernen. 

Mit Ausnahme der p53-defizienten Mäuse (von Jackson Labs erhältlich) sind alle für diese 

Arbeiten benötigten Mauslinien und Materialien im Labor vorhanden. 4-Farben- 

Zytofluormetrie, EMSA und Supershift, Westernblotanalysen, RT-PCR und andere Arbeitstechniken 

sind im Labor etabliert. Zellsortierungen werden in Zusammenarbeit mit Dr. Peter 

Rower (Operator des Moflow Cellsorters) durchgeführt. 


1. Voll RE, Jimi E, Phillips RJ, Barber DF, Rincon M, Hayday AC, Flavell RA, Ghosh S: NF-kappa B activation 

by the pre-T cell receptor serves as a selective survival signal in T lymphocyte development. Immunity 

(2000),13:677-689. 

2. Fenwick C, Na SY, Voll RE, Zhong H, Im SY, Lee JW, Ghosh S: A subclass of Ras proteins that regulate 

the degradation of IκB. Science (2000),287:869-873. 

3. Zhong H, Voll RE, Ghosh S: Phosphorylation of NF-κB p65 by PKA stimulates transcriptional activity by 

promoting a novel bivalent interaction with the co-activator CBP/p300. Mol Cell (1998),1:661-671. 

B2 

S. Stenger 

Einleitung 

Funktion von Natürliche Killerzellen bei der Immunabwehr des 

Menschen gegen die Tuberkulose 

Die Lunge ist der primäre Ort der Auseinandersetzung zwischen dem Menschen und Mycobacterium 

tuberculosis (M. tuberculosis), dem Erreger der Tuberkulose. Dort werden nach 

Phagozytose der Bakterien durch ortständige Alveolarmakrophagen Chemokine sezerniert, 

welche den Influx von Immunzellen induzieren. Das Zusammenspiel von Alveolarmakrophagen 

und angelockten Granulozyten, Monozyten, dendritischen Zellen und möglicherweise 

natürlichen Killerzellen (NK Zellen) limitieren die Vermehrung der Erreger, bis 

Antigen-spezifische T-Lymphozyten an den Ort der Infektion rekrutiert werden. Es ist bekannt, 

dass NK-Zellen an der Elimination von Tumorzellen und Viren beteiligt sind. Über 

ihre Bedeutung für die frühe Immunantwort gegen intrazelluläre Bakterien ist hingegen wenig 

bekannt. Die Besonderheit von NK-Zellen ist die Fähigkeit rasch und ohne Aktivierung Zel- 

28 

Steffen Stenger 


len zu lysieren und interferon-γ (IFN-γ) zu sezernieren. Zusätzlich induzieren NK Zellen A- 

poptose unter Beteiligung des Fas/FasL-Systems, Tumor Nekrose Faktor (TNF), TNF-related 

apoptosis-inducing ligand (TRAIL) und CD40. Schließlich exprimieren NK Zellen Granulysin, 

ein antibakterielles Effektormolekül, welches in den zytoplasmatischen Granula gespeichert 

wird. Damit sind NK Zellen mit einer Vielzahl von Effektormechanismen gegen intrazelluläre 

Bakterien wie M. tuberculosis ausgestattet und Ihre Mitwirkung an der frühen Immunantwort 

gegen diese Erreger ist wahrscheinlich. 

Arbeitshypothese: 

Unsere Hypothese ist, dass NK-Zellen an der lokalen Immunantwort gegen M. tuberculosis 

beteiligt sind. Chemokine locken sie an den Ort der Infektion, wo sie durch lytische Aktivität, 

Zytokinsekretion und Freisetzung von Granulysin an der Limitierung des mykobakteriellen 

Wachstums mitwirken. 


Zunächst soll untersucht werden, ob NK Zellen durch Chemokine, die am Ort einer Tuberkulose 

exprimiert werden, angelockt werden. Die Regulation und Expression antibakterieller 

Effektormoleküle (Granulysin, Perforin) wird dann in aufgereinigten NK-Zellen untersucht. 

Die funktionelle Bedeutung von NK-Zellen bei der Immunabwehr von M. tuberculosis wird 

untersucht, indem die lytische Aktivität gegen Makrophagen und die antibakterielle Aktivität 

gegen M. tuberculosis analysiert wird. Schließlich ist geplant, das Vorkommen von NK- 

Zellen in tuberkulösen Granulomen von Patienten mit Lungentuberkulose zu untersuchen. 


Anlockung von NK-Zellen durch Chemokine. Mononukleäre Zellen werden aus dem peripheren 

Blut (PBMC) gesunder Spender isoliert und in einer Chemotaxis-Kammer analysiert. 

Dabei wird das Chemoattraktans (z.B. infizierte Alveolarmakrophagen oder rekombinante 

Chemokine) in den unteren Teil einer Chemotaxis-Kammer gegeben. In die obere Kammer 

werden die PBMCs oder gereinigte NK-Zellen (Aufreinigung erfolgt mittels Zell-Sorter) gegeben. 

Nach einstündiger Inkubation werden die gewanderten Zellen aus der unteren Kammer 

geerntet und funktionell (Granulysin-Expression? antibakterielle Eigenschaften?) oder 

phänotypisch (Durchfluss-Zytometrie zum Nachweis von Oberflächenmarkern wie CD4, 

CD8, CD3, CD56 etc.) charakterisiert. 

Regulation von antibakteriellen Effektormolekülen in NK Zellen. NK Zellen werden mittels 

Zellsorter nach Markierung mit einem Fluorochrom aufgereinigt. Mit dieser Technik erreichen 

wir in eine Reinheit von über 98%. NK-Zellen werden dann 5 Tage mit Zytokinen inkubiert, 

von denen eine immunmodulatorische Wirkung auf Lymphozyten bekannt ist (IL-2, 

IL-4, IL-10, IL-12, IL-15, IL-18). Die intrazelluläre Expression von Granulysin und Perforin 

wird mittels Durchfluss-Zytometrie bestimmt. Mittels Light Cycler PCR wird anschließend 

untersucht, ob die Regulation auf transkriptioneller oder translationaler Ebene stattfindet. Im 

29 


Rahmen Ihrer vom Graduiertenkolleg geförderten Promotion hat Frau Kießler die intrazelluläre 

Durchfluss-Zytometrie für die genannten Moleküle etabliert und erarbeitet derzeit die Bedingungen 

für die Light Cycler PCR. 

Funktionelle Bedeutung von NK-Zellen bei der Immunabwehr gegen M. tuberculosis. Mittels 

51 Chromium Freisetzungs Test wird untersucht, ob NK Zellen Makrophagen lysieren, die mit 

virulenten M. tuberculosis infiziert sind. Nach Koninkubation von NK-Zellen und infizierten 

Makrophagen wird auch die Freisetzung von Zytokinen (IFN-γ, TNF) bestimmt. Die Zytokin-sezernierenden 

Zellen werden durch Fluoreszenz-Mehrfachfärbung (intrazelluläre Zytokin-Färbung 

+ Oberflächenfärbung) näher charakterisiert. Die funktionelle Bedeutung dieser 

Effektormechanismen wird bestimmt, indem das Überleben der intrazellulären Bakterien mittels 

Plattierung von Zell-Lysaten gemessen wird. 

Zur Untersuchung des Vorkommens von NK-Zellen steht uns Resektionsmaterial von Lungentuberkulose 

Patienten aus Erlangen (Dr. Faller, Institut für Pathologie), China (Prof. Dong 

Shou, Chengdu University) und Südafrika (Dr. Frank Post, Groote Schoor Hospital, Capetown) 

zur Verfügung. Da die Infektiosität des Gewebes den Einsatz der technisch weniger 

aufwendigen Gefrierschnitt-Technik verbietet, wurde die Färbung an Formalin-fixiertem Gewebe 

etabliert. Zur Detektion von NK-Zellen in Lungengranulomen wird eine klassische 

Immunhistologie mit Peroxidase/Aminoethylcarbazol durchgeführt. Zur Charakterisierung 

der NK-Zellen in situ wurde eine Mehrfachfärbung mittels konfokaler Lasermikroskopie etabliert, 

die eine simultane Detektion von NK-Zellen und antibakteriellen Effektormolekülen 

oder Zytokinen erlaubt. 


Engele, M., Stößel, E., Castiglione, K., Schwerdtner, N., Wagner, M., Bölcskei, P., Röllinghoff, M. und S. Stenger. 

(2002). Induction of Tumor Necrosis Factor in human alveolar macrophages as a potential evasion mechanism 

of virulent Mycobacterium tuberculosis. J. Immunol. Im Druck. 

Ochoa M.-T.*, Stenger S.*, Sieling, P.A., Thoma-Uszynski, S., Sabet, S., Cho, S., 

Krensky, A.M., Röllinghoff, M., Nunes Sarno E., Burdick A., Rea T.H., und R.L. Modlin. (2001). A role for the 

antimicrobial protein granulysin in host defense in leprosy. 

Nat. Med., 7: 174-179. *Gleichberechtigte Erstautoren. 

Stenger, S., Hanson, D., Teitelbaum, R., Dewan, P., Niazi, K.R., Froelich, C.J., Ganz, T., Thoma-Uszynski, S., 

Melian, A., Bogdan, C., Porcelli, S.A., Bloom, B.R., Krensky, A.M. und R.L. Modlin. (1998). An antimicrobial 

activity of cytolytic T cells mediated by granulysin. Science, 282: 121-125. 

30 


B3 

Untersuchungen zur Signaltransduktion durch den IL-4 Rezeptor 

Andre Gessner 

Einleitung 

Interleukin-4 (IL-4) ist ein etwa 18 kDa großes Zytokin, welches von T-Zellen, Mastzellen 

und basophilen Granulozyten gebildet wird. Seine biologischen Aktivitäten sind vielfältig. Bei 

B-Zellen stimuliert IL-4 die Proliferation, die Differenzierung und die Expression der 

Haupthistokompatibilitäts-Komplex Klasse II Moleküle (MHC II) sowie von CD23. IL-4 induziert 

ferner den Klassenwechsel von IgG zu IgE. Bei T Helferzellen bewirkt IL-4 die Differenzierung 

von Vorläufer- zu T Helfer 2 (Th2) Zellen. Auch bei Makrophagen und dendritischen 

Zellen bewirkt IL-4 zahlreiche Veränderungen der Zellphysiologie. 

Die vielfältigen Aktivitäten des IL-4 werden durch einen hochaffinen Rezeptor (K d 20-300 

pM), die IL-4 Rezeptor α Kette (IL-4Rα), vermittelt. Dieses Molekül wird auf einer Vielzahl 

von hämatopoetischen (Monozyten, Makrophagen, Mastzellen, T- und B-Zellen) und 

nichthämatopoetischen Zellen (Fibroblasten, Neuroblasten, Keratinozyten, Hepatozyten und 

Stromazellen) exprimiert. Wie alle Mitglieder der Hämatopoetin-Rezeptor-Superfamilie besitzt 

auch dieser Zytokinrezeptor keine intrinsische Kinaseaktivität. Nach bisherigen Befunden 

erfolgt die Signalübertragung über intrazelluläre Kinasen aus der Familie der Januskinasen 

(JAK) sowie durch Insulin Rezeptor Substrat 1 und 2 (IRS-1 / IRS-2), welche nach 

Phosphorylierung von Tyrosinresten Zellteilung bewirken. IL-4-induzierte Genaktivierung 

wird hauptsächlich durch den IL-4 spezifischen Transkriptionsfaktor STAT6 (signal transducer 

and activator of transcription) vermittelt, der nach IL-4-vermittelter Phosphorylierung und 

Homodimerisierung in den Zellkern transloziert. 

Während der letzten Jahre konnte unsere Arbeitsgruppe neue intrazelluläre Domänen des Interleukin-4 

Rezeptors (IL-4R) der Maus charakterisieren, die für die Vermittlung von Zellproliferationssignalen 

essentiell sind. Durch Pepscan-Analysen, Yeast-Two-Hybrid-Klonierung 

und Coimmunpräzipitationen wurden drei bislang nicht beschriebene IL-4R Signaltransduktionsmoleküle 

definiert, die mit den entsprechenden Domänen interagieren. 


Die Hypothese dieser Promotionsarbeit postuliert, dass die neu identifizierten Signaltransduktionsmoleküle 

wichtige Funktionen bei der IL-4 Rezeptorsignaltransduktion in verschiedenen 

Zellen des Immunsystems haben und hierbei sowohl Zellteilung als auch Differenzierung 

massgeblich beeinflussen. 


Ziel des geplanten Projektes ist es, die Relevanz der IL-4R Domänen und Signaltransduktionsprozesse 

für verschiedene IL-4 Funktionen in vivo zu untersuchen. Hierzu sollen gezielt 

mutierte IL-4R Varianten mittels bicistronischer retroviraler Vektoren in Zellen aus IL-4R 

31 


Knockoutmäusen eingebracht werden. Nach Sortierung GFP-positiver Zellen sollen diese in 

vitro oder nach Retransfer in IL-4R-/- Mäuse in vivo untersucht werden Die Expression von 

IL-4R Mutanten in primären naiven CD4-positiven IL-4R-negativen T Zellen soll insbesondere 

die Rolle von IL-4R Signalen bei der Th2 Differenzierung in vitro aufklären. 


Die Mutanten des Maus IL-4R wurden bereits in bicistronische retrovirale Vektoren 

(MSCV2.2) inseriert, die parallel zur Expression des IL-4R die Expression des grün fluoreszierenden 

Proteins (GFP) erlauben. Hierdurch können erfolgreich transfizierte Zellen im 

FACS und mittels Immunfluoreszenzmikroskopie identifiziert und durch Zellsortierung angereichert 

werden. 

1) Es sollen IL-4R-GFP Retroviren mittels der PHOENIX-Verpackungszellinie hergestellt 

werden und an Zellinien funktionell vorgetestet werden. 

2) Im zweiten Abschnitt sollen die Retroviren zum Transfer der IL-4R Mutanten in primäre 

CD4 positive T Zellblasten von IL-4R Knockoutmäusen benutzt werden. GFPpositive 

Zellen sollen dann in vitro durch Verwendung von IL-4 bzw. IL-12 in Th1 

bzw. Th2 Zellen differenziert werden. Diese Experimente sollen erstmals Aufschluß 

darüber geben, welche der schon länger bekannten (STAT-6, JAK-1, IRS-1/2) oder 

von uns neu definierten IL-4R Signaltransduktionskomponenten (p39, p62lck, JAB-1) 

für die Entstehung von Th2 Zellen essentiell sind. 

3) Parallel zu den Arbeiten mit T Zellen sollen aus dem Knochenmark von IL-4Rdefizienten 

Mäusen gewonnene Zellen mit den IL-4R-kodierenden Retroviren infiziert 

werden. GFP-positive Zellen sollen dann in letal-bestrahlte IL-4R -/- Empfänger Mäuse 

transferiert werden. Nach Erfahrungen in anderen Labors kann hierbei eine Expression 

von GFP zusammen mit dem kotransferierten Gen in ca. 30-40 % aller hämatopoetischen 

kernhaltigen Zellen erreicht werden. Ziel ist die Analyse GFP-positiver 

Zellen aus den so generierten Knochenmarkchimären, die keinen endogenen sondern 

nur den jeweilig gezielt mutierten IL-4R exprimieren. Hierbei ist die Untersuchung 

von drei verschiedenen Zelltypen geplant: 

a) Durch Zellsortierung gereinigte B Zellen sollen in vitro hinsichtlich der durch IL- 

4 und anti-CD40 (Klon FGK) induzierten Proliferation und IgE Synthese untersucht 

werden. 

b) Bei aus dem Peritoneum von Mäusen nach Injektion von Thioglykollat gewonnenen 

Makrophagen soll die IL-4 vermittelte Verstärkung der Abtötung von Mikroorganismen 

sowie die IL-4-vermittelte Inhibition von PGE2 und IL-12 Synthese 

nach LPS/IFN-γ Stimulation untersucht werden. 

c) Aus dem Knochenmark der chimären Mäuse sollen außerdem durch Zugabe von 

GM-CSF und IL-4 reife dendritische Zellen generiert werden, um herauszufinden, 

welche Signale für diese IL-4 Funktion erforderlich sind. 

32 


4) Chimäre Mäuse mit einem ausreichend hohen Anteil IL-4R-GFP-exprimierender Immunzellen 

sollen mit Leishmania major Protozoen infiziert werden. Dieses Infektionsmodell 

ist seit vielen Jahren im Labor etabliert. Hierdurch wäre es möglich, die Beteiligung 

der IL-4R Signalwege bei einer komplexen antiparasitären Immunantwort in 

vivo zu analysieren. Insbesondere wäre von Interesse, ob und bei welchen IL-4R Varianten 

bei den normalerweise Leishmanien-resistenten IL-4R-/- BALB/c Mäusen es zur 

Ausbildung einer krankheitsauslösenden Th2 Zellantwort kommt. 


1. Schulte, T., R. Kurrle, M. Röllinghoff, and A. Gessner. 1997. Molecular characterization and functional 

analysis of murine interleukin 4 receptor allotypes. J. Exp. Med., 186: 1419-1429. 

2. Schnare, M., H. Blum, S. Jüttner, M. Röllinghoff, and A. Gessner. 1998. Specific antagonism of type I 

interleukin-4 receptor (IL-4R) with a mutated form of murine IL-4. J. Immunol., 161: 3484-3492. 

3. 

Meißner, U., H. Blum, M. Schnare, M. Röllinghoff, and A. Gessner. 2001. A soluble form of the murine 

common γ chain is present at high concentrations in vivo and suppresses cytokine signaling. Blood, 97: 181- 

189. 

B5 

Funktionsmechanismen und Interaktionen der regulatorischen 

Rezeptoren CTLA-4 und CD28 auf T-Lymphozyten 

Thomas Nagel/Bernhard Manger 

Einleitung: 

Während der antigenspezifischen Aktivierung von T-Lymphozyten im Kontakt mit antigenpräsentierenden 

Zellen (APC’s) entsteht eine als „immunologische Synapse“ bezeichnete 

Struktur, in der sich T-Zellrezeptoren (TCR's) zusammen mit weiteren regulatorischen Rezeptoren 

ansammeln, darunter CD28 und CTLA-4 (CD152). Aktive Transportvorgänge unter 

Einbeziehung des Zytoskeletts tragen zur Bewegung der Rezeptoren hin zur Kontaktstelle der 

Zellen bei und sind an der Ausbildung der Synapse beteiligt. Andererseits sind mehrere Rezeptoren 

und intrazelluläre Signalmoleküle in spezielle Lipidmikrodomänen der Zellmembran 

integriert, sogenannte "Rafts", die ebenfalls für die Bewegung dieser Rezeptoren innerhalb der 

Membran und eine geordnete Struktur der Signalkomplexe von Bedeutung sind. 

Innerhalb der T-Zelle werden nach Aktivierung verschiedene Effektormoleküle angezogen, 

die das T-Zell-Rezeptor-Signal in mehreren Signalkaskaden an diverse Zielgene weitervermitteln. 

CD28 gilt dabei als Initiator eines in vielen Situationen notwendigen zweiten aktivierenden 

Signals. CTLA-4 wird erst nach Aktivierung eines T–Lymphozyten exprimiert und vermittelt 

als physiologischer Gegenspieler des CD28 inhibitorische Signale. 

Innerhalb der letzten Jahre gelang es unserem Labor, ein in vitro Modell zu entwickeln, in 

dem selektiv die Rolle von stabil transfiziertem CD28 oder CTLA-4 und definierten Mutanten 

dieser Rezeptoren im Zusammenspiel mit der antigenspezifischen Stimulation des TCR unter- 

33 


sucht werden können, ohne daß die in T-Lymphozyten normalerweise vorkommenden endogenen 

Rezeptoren störend exprimiert werden. Dabei konnte gezeigt werden, daß sowohl 

CD28 als auch CTLA-4 ohne die zytoplasmatische Domäne (tailless-Konstrukte, TL) ein 

stärkeres kostimulatorisches Signal vermitteln als die vollständigen Wildtyp-Rezeptoren 

(WT). 

Durch den derzeitigen Kollegiaten Axel Hueber konnte das Modell auf doppelt transfizierte 

Zellen erweitert werden und so erstmals die gegenseitige Beeinflussung von CD28 und 

CTLA-4 direkt beobachtet werden. Dabei zeigte er, daß auch gleichzeitig exprimierte TL- 

Mutanten gut stimulieren, während beide WT-Rezeptoren auch gemeinsam keine wesentliche 

Kostimulation erzielen. CD28-WT kann das CTLA-4TL vermittelte Signal nicht beeinflussen, 

während umgekehrt CTLA-4WT das CD28TL Signal vollständig unterbinden kann und also 

ein starkes inhibitorisches Signal vermittelt. 


Aufgrund dieser Daten kann postuliert werden, daß die zytoplasmatischen Domänen von 

CD28 bzw. CTLA-4 in dem dargestellten Modell das durch die extrazellulären Domänen 

vermittelte kostimulatorische Signal hemmen, und dabei Unterschiede zwischen CTLA-4 und 

CD28 bestehen. Ziel der nun vorgeschlagenen Promotionsarbeit ist, die beteiligten räumlichen 

und zeitlichen Zusammenhänge in der immunologischen Synapse darzustellen, die zugrundeliegenden 

Interaktionen der zytoplasmatischen Domänen mit verschiedenen intrazellulären 

bzw. membranassoziierten Adaptermolekülen und Signalwegen zu untersuchen und die Unterschiede 

zwischen CD28 und CTLA-4 zu charakterisieren. 


Zur Ergänzung der bereits durchgeführten Arbeiten sollen CD28/CTLA-4 Hybridrezeptoren 

konstruiert, exprimiert und funktionell getestet werden. Den Schwerpunkt der Arbeiten wird 

zunächst der Einfluß von CD28 und CTLA-4 bzw. ihrer zytoplasmatischen Domänen auf die 

Konjugatbildung zwischen APC und T-Zelle und die Ausbildung der immunologischen Synapse 

bilden. Darauf aufbauend ist die Untersuchung der beteiligten intrazellulären Strukturen 

und Signalwege und ihre Beeinflussung durch CD28 und CTLA-4 vorgesehen. 


Der Kollegiat soll zum einen das etablierte Modell weiterentwickeln, indem Hybridrezeptoren 

aus der extrazellulären Domäne von CD28 und der intrazellulären Domäne von CTLA-4 bzw. 

umgekehrt konstruiert und zusammen mit den Tailless-Rezeptoren in einer Doppeltransfektion 

exprimiert werden. Dadurch sollte es möglich sein, die relative Bedeutung der intrazellulären 

Domänen einerseits bzw. der unterschiedlichen Affinitäten zu den Liganden andererseits 

für die beobachteten inhibitorischen Effekte zu klären. 

34 


Parallel dazu sollen in diesem Modell mittels Durchflußzytometrie die antigenspezifische 

Konjugatbildung der T- und B-Zellen und mittels konfokaler Mikroskopie die räumliche 

Struktur der "immunologischen Synapse" in den Konjugaten dargestellt werden. Durch Mehrfachfärbungen 

der beteiligten Rezeptoren (TCR bzw. MHC Klasse II, B7-Liganden, CD28 

bzw. CTLA-4 und ihre mutanten Konstrukte) können so mögliche Unterschiede in der Synapsenbildung 

durch die verschiedenen CD28- und CTLA-4-Konstrukte untersucht werden. 

In einem nächsten Schritt soll die Assoziation der synapsenbildenden Rezeptoren mit den an 

der Entstehung und Aufrechterhaltung der Synapse beteiligten Strukturen, wie Zytoskelett, 

Transportproteinen, und auch Rafts untersucht und ihre funktionelle Bedeutung charakterisiert 

werden, z.T. durch den Einsatz spezifischer Inhibitoren. Schwerpunkt der Experimente soll 

dabei wiederum der Einfluß der regulatorischen Rezeptoren CD28 und CTLA-4 sein. 

Im Rahmen des Arbeitsplans können Zytometrie bzw. konfokale Mikroskopie an den bereits 

vorhandenen Zellinien und molekularbiologische Arbeiten (Generierung der neuen Hybridrezeptoren, 

Transfektion und Charakterisierung der Zellinien) zumindest initial weitgehend parallel 

erfolgen, bedingt durch deren technischen Ablauf mit häufig längeren Wartezeiten. 

Im weiteren Verlauf der Arbeiten untersucht werden sollen an der Modifikation des TCR- 

Signals über CD28 und CTLA-4 beteiligte intrazelluläre Signalwege und die dadurch induzierten 

Veränderungen an Zielgenen und ihrer Transkription. Durch die Mischpopulation aus 

T-Zellen und APC's während der antigenspezifischen Stimulation sind dabei nicht alle molekularbiologischen 

und biochemischen Methoden gleichermaßen einsetzbar; insbesondere 

Veränderungen nicht absolut T-Zell-spezifischer Proteine oder mRNA's sind nur noch schwer 

der Ursprungszelle zuzuordnen. Wegen der Möglichkeit der gezielten transienten Transfektion 

der T-Lymphozyten vor Kokultur mit APC's gut geeignet und daher vorgesehen sind insbesondere 

Reportergenassays, deren Ergebnisse zum Phänotyp (insbesondere T-Zellspezifischen 

Aktivierungsmarkern) und zur Funktion (Zytokinproduktion) in Beziehung gesetzt 

werden. Dabei sollen sowohl kommerziell erhältliche Reportergenassays ("PathDetect", 

Fa. Stratagene) als auch eigene Konstrukte (CTLA-4 ,CD28 ,IL-2-Reporter) eingesetzt werden. 

Die erforderlichen Zellinien, cDNA's, und Materialien sind im Labor vorhanden, die Methoden 

im Labor bzw. innerhalb des Kollegs etabliert. 

Eigene, für das Projekt relevante Publikationen: 

Nagel, T., Matzkies F. G., Hueber A. J., Kalden J. R., and Manger B. Conversion of CTLA-4 inhibitory function 

to T cell costimulation by deletion of the cytoplasmic tail. Submitted to J. Immunol, January 2002 

Nagel, T., Hueber A. J., Kalden J. R., and Manger B. Costimulation of IL-2 production in T cells interacting 

with antigen-presenting cells does not require the CD28 cytoplasmic domain. Submitted to J. Immunol., in 

revision 

Nagel, T., Kalden J.R., and Manger B. (2000). Co-stimulation of IL-2 production by CD28 is independent of 

tyrosine–based signaling motifs in a murine T cell hybridoma. Eur. J. Immunol. (30) 1632-1637. 

Barz, C., Nagel, T., Truitt, K. E., and Imboden, J. B. (1998). Mutational analysis of CD28-mediated costimulation 

of Jun-N-terminal kinase and IL-2 production. J. Immunol. (161) 5366-72. 

35 


Truitt, K. E., Nagel, T., Suen, L. F., and Imboden, J. B. (1996). Structural requirements for CD28-mediated 

costimulation of IL-2 production in Jurkat T cells. J. Immunol. (156) 4539-41. 

B6 

Mechanismen der Signaltransduktion während der T-Zell-Anergie 

Jens Oliver Funk 

Thematischer Hintergrund 

Der Zellzyklus wird durch die Aktivitäten von Holoenzymkomplexen reguliert, deren Zentrum 

jeweils durch ein regulatorisches Cyclin und seine katalytische Partnereinheit "Cyclin- 

Dependent Kinase" (CDK) gebildet wird. Wichtige Bindungsproteine zur Regulation der 

CDK-Aktivitäten sind die CDK-Inhibitoren, von denen man zwei funktionell und strukturell 

jeweils verschiedene Familien kennt. Die Charakterisierung wichtiger Eigenschaften der 

CDK-Inhibitoren in Tumorzellen und T-Zellen ist ein ausgewiesener Schwerpunkt unserer 

Arbeitsgruppe. 

Die Signalwege zur Induktion und zum Erhalt der T-Zell-Anergie sind unvollständig verstanden. 

In jüngsten eigenen Experimenten wurde herausgearbeitet, daß die CDK-Inhibitoren 

p27 KIP1 und p21 CIP1 als zentrale Regulatoren bei der T-Zell-Anergie wirken. Daraus kann ein 

neues Modell zur molekularen Kontrolle der T-Zell-Toleranz abgeleitet werden sowie neue 

Perspektiven, Toleranz gezielt zu induzieren oder aufzuheben. 

Mehrere Aspekte der Anergie sind bemerkenswert und bislang unzureichend erklärbar. 

Zum einen ist Anergie kein ausschließlich passiver Prozess (quasi Fehlen von klonaler Proliferation), 

sondern es kommt durchaus zu einer zeitlich verkürzten und quantitativ verringerten 

Proliferationsphase von T-Zellen in vivo. Zum anderen kann Anergie, zumindest im murinen 

System, durch Zugabe hoher Dosen IL-2 revertiert werden. Dies bedeutet, daß die notwendigen 

Signaltransduktionssysteme prinzipiell intakt bzw. reaktivierbar sein müssen. Diese Reversion 

zuvor anerger Zellen kann unter anderem dadurch belegt werden, daß die Zellen anschließend 

gleichschnell proliferieren wie normal-stimulierte T-Zellen und eine rekonstituierte 

Zytokin-Produktion sowie transkriptionelle Aktivierung des IL-2-Gens aufweisen. 

Es gibt gute Hinweise dafür, daß p27 in der Regulation der T-Zell-Proliferation eine besondere 

Rolle zukommt. Quieszente T-Zellen benötigen zwei sequentielle mitogene Signale, 

um aus der G 0 -Phase in die G 1 -Phase des Zellzyklus einzutreten. Das erste Signal wird über 

die Stimulation des T-Zell-Rezeptors ausgelöst und führt zur Neusynthese von Cyclinen und 

CDKs. Dies ist notwendig, aber nicht hinreichend, für die Aktivierung der neugebildeten 

CDK/Cyclin-Komplexe. Ein zweites kostimulatorisches Signal muß zusätzlich vorhanden 

sein, um spezifisch p27-Protein herunterzuregulieren, wahrscheinlich über Ubiquitinvermittelte 

Degradation. Die zentralen Regulatoren, die als Anergie-Faktoren in T-Zellen wirken, 

sind bislang nicht identifiziert. 

36 



Bisherige Ergebnisse unserer Arbeitsgruppe belegen, daß die CDK-Inhibitoren p27 und p21 

zentrale Funktionen beim Erhalt der Anergie haben. Bei der Analyse der jeweiligen "Knockout"-T-Zellen 

in vitro bzw. der "Knockout"-Mäuse in vivo zeigte sich ein partieller Defekt im 

Erhalt der T-Zell-Anergie, während die T-Zell-Quieszenz unbeeinflußt blieb. Dies legt die 

Hypothese nahe, daß es weitere Regulatoren gibt, die mit p27/p21 kooperieren und in den 

genannten Szenarios die Funktion des Zellzyklusblocks übernehmen. 


Es sind mehrere überlappende Strategien vorgesehen, die unter Einsatz verschiedener 

"Knockout"- bzw. Doppel-"Knockout"-Mäuse für die betreffenden Zellzyklusregulatoren verfolgt 

werden. Dazu wird sowohl mit gereinigten CD4 + T-Zellen und transgenen, peptidspezifischen 

T-Zellen in vitro als auch mit Toleranzmodellen in vivo gearbeitet. 


(1) Die Rolle verwandter Zellzyklusregulatoren, insbesondere anderer Proteine, die in das 

funktionelle Netzwerk des p27 KIP1 -Zellzyklusinhibitors in T-Zellen eingreifen (z.B. 

CDK2, SKP2, Jab1), soll durch Immunoblots, Kinaseassays, Degradationsassays und 

Bindungsstudien charakterisiert werden. Dadurch sollen Kofaktoren der dualen Funktion 

von p27 KIP1 - Zellzyklusblock einerseits und transkriptionelle Inhibition von IL-2 andererseits- 

identifiziert werden. 

(2) Mögliche funktionell überlappende Eigenschaften ähnlicher Zellzyklusregulatoren, wie 

der CDK-Inhibitoren p18 INK4c und p19 INK4d einerseits und der "Pocket"-Proteine p107 

und p130 andererseits, sollen in "Knockout"- und Doppel-"Knockout"-Zellen aufgedeckt 

werden. Aktuelle Ergebnisse deuten darauf hin, daß auch eine spezifische Inaktivierung 

von Zielgenen in vitro mit der siRNA-Technologie möglich ist. Es soll jeweils die Proliferation 

und Anergie phänotypisch (BrdU-Inkorporation, Rezeptorexpression, Cytokinproduktion 

etc.) und biochemisch (Expression und Aktivität von Zellzyklusregulatoren, 

intrazelluläre Lokalisation etc.) analysiert werden. 

(3) Im Rahmen einer eigenen aktuellen proteomische Suche werden derzeit neue Kandidatenproteine 

identifiziert, die bei Vermittlung und Erhalt von T-Zell-Anergie, nicht aber 

Quieszenz, eine Rolle spielen. Es wird erwartet, daß sich sowohl bekannte als auch potentiell 

neue Kandidatenproteine zeigen, deren Eigenschaften bei der Regulation von Anergie 

in primären und immortalisierten T-Zellen in vitro charakterisiert werden sollen. Dies 

bietet sich potentiell als Strategie für eine Erweiterung der Promotionsarbeit an. 

Alle für diese Arbeiten benötigten Materialien und Mäuse sind im Labor vorhanden, und alle 

relevanten Techniken sind etabliert. 

37 



1. Samuel, T., Weber, H. O., Rauch, P., Verdoodt, B., Eppel, J.-T., McShea, A., Hermeking, H. & Funk, J. O. 

The G 2 /M regulator 14-3-3σ prevents apoptosis through sequestration of Bax. J. Biol. Chem. 276, 45201- 

45206 (2001). 

2. Funk, J. O., Walczak, H., Voigtländer, C., Berchtold, S., Baumeister, T., Rauch, P., Rößner, S., Steinkasserer, 

A., Schuler, G. & Lutz, M. B. Cutting edge: resistance to apoptosis and continuous proliferation of 

dendritic cells deficient for TNF receptor-1. J. Immunol. 165, 4792-4796 (2000). 

3. McShea, A., Samuel, T., Eppel, J.-T., Galloway, D. A. & Funk, J. O. Identification of CIP-1 associated 

regulator of cyclin B (CARB), a novel p21 binding protein acting in the G2 phase of the cell cycle. J. Biol. 

Chem. 275, 23181-23186 (2000). 

4. Boussiotis, V. A., Freeman, G. J., Taylor, P. A., Berezovskaya, A., Grass, I., Blazar, B. R. & Nadler, L. M. 

p27 kip1 functions as an anergy factor inhibiting interleukin 2 transcription and clonal expansion of alloreactive 

human and mouse helper T lymphocytes. Nat Med. 6, 290-297 (2000). 

B7 

Untersuchung des Mechanismus der Attenuierung des gld- 

Syndroms durch Blockade von TNF 

Heiner Körner 

Einleitung 

Die Gruppe interessiert sich für die Rolle der Zytokine TNF und Lymphotoxin (LT) und dem 

Liganden für Fas (FasL) bei der Immunabwehr gegen intrazelluläre Erreger und der Pathogenese 

autoinflammatorischer Erkrankungen. Diese Funktionen werden in TNF-, LT- und FasLdefizienten 

Tier-Modellen untersucht. 

Die natürliche Maus-Mutante gld (generalized lymphoproliferative disease) weist eine lossof-function 

Mutation im FasL auf und entwickelt eine Lymphadenopathie durch die Akkumulation 

von CD4/CD8-negativen, B220-positiven T-Zellen in den sekundären Lymphorganen. 

Ein weiterer Phänotyp von gld ist die Produktion großer Mengen von Autoimmun- 

Aantikörpern. Diese Erkrankung führt, abhängig vom genetischen Hintergrund, innerhalb von 

Wochen oder Monaten zum zu einer dem systemischen Lupus erythematodes analogen Autoimmunerkrankung 

und schießlich zum Tode. Kreuzt man zusätzlich einen Defekt des TNF- 

Genes (gld/TNF -/- ) in diesen Mausstamm, verschwindet die Lymphadenopathie und die Lebenserwartung 

der Tiere steigt beträchtlich (1). 


Das vorgeschlagene Projekt soll nun diesen unerwarteten Befund weiter untersuchen und die 

zugrundeliegendenzugrunde liegenden molekularen Mechanismen analysieren. 

Unsere Hypothese lautet: Der positive Effekt der TNF-Defizienz ist auf die Reduktion der 

TNF-abhängigen Chemokine in den sekundären lymphatischen Organen zurückzuführen. Dadurch 

können Lymphozyten nicht akkumulieren und sterben in der Peripherie. 

38 



Es ist bereits bekannt, daßdass der Defekt des TNF-Genes zu einer Reduktion der Expression 

der Chemokine Secondary lymphoid tissue chemokine (SLC), Epstein-Barr Virus-induced 

Molecule 1 Ligand Chemokine (ELC) und B lymphocyte chemoattractant (BLC) in der Milz 

führt (2). Ein zentraler Punkt der Arbeit wird daher erstens,, die Analyse der Höhe der Expression 

verschiedener Chemokine in Milz und Lymphknoten sein. Zweitens soll in adoptiven 

Transfersystemen das Verhalten der verschiedenen Zellpopulationen in vivo untersucht werden. 

Drittens soll die Aktivierung der Lymphozyten in den verschiedenen Knockout- 

Genotypen (???) anhand der Aktivierung von NFkB analysiert werden (3). 


Zu 1: Die Expression der Chemokine MDC, SLC, ELC und BLC und ihrer jeweiligen Rezeptoren 

CCR4, CCR6, CCR7 und CXCR5 wird in den gld/TNF -/- und den neu etablierten 

gld/TNF/LTα -/- Tieren untersucht. Die Chemokine sollten in diesen Tieren im Vergleich mit 

den gld-Tieren stark reduziert sein. Die Untersuchungen werden auf RNA-Ebene mit Hilfe 

der Real-Time PCR, die bereits für andere Vorhaben etabliert worden ist, quantitativ durchgeführt. 

Untersucht werden die Chemokinexpressionsprofile der verschiedenen Lymphozytenpopulationen 

(T-Zellen, B-Zellen und TCR + B220 + T-Zellen). Anschließend wird die Lokalisation 

der erwähnten Chemokine in situ mit Hilfe mono- und polyklonaler Antikörper analysiert. 

Zu 2: Weiterhin sollen die Auswirkungen dieser Mutation auf die Migration der CD4/CD8- 

negativen, TCR + B220 + T-Zellen zu in die Milz und die Lymphknoten untersucht werden. 

Dazu werden Zellen mit Antikörpern markiert und mit Hilfe eines Zellsorters gereinigt. Die 

spezifisch in den gld-Mäusen nachzuweisenden spezifischen CD4/CD8-negativen, B220- 

positiven T-Zellen werden anschließend mit einem Farbstoff markiert und in Wildtyp, TNFnegative, 

gld oder TNF/gld Tiere übertragen. Die Lokalisierung der Zellen in den lymphatischen 

Organen wird nach verschiedenen Zeitpunkten untersucht. Die Migration dieser Zellen 

soll anschließend in vitro in einem Cell Tracking System untersucht werden. 

Zu 3: Die verschiedenen Lymphozytenpopulationen (T-Zellen, B-Zellen und TCR + B220 + T- 

Zellen) (warum nicht die anderen NF-kB Proteine?) untersucht. Diese Analysen erfolgen sowohl 

ex vivo als auch nach in vitro Aktivierung und weirden zusammen mit PD Dr. F. Weih 

vom Forschungszentrum Karlsruhe durchgeführt. 


1. Körner, H., E. Cretney, P. Wilhelm, J. M. Kelly, M. Röllinghoff, J. D. Sedgwick, and M. J. Smyth. 2000. 

Tumor necrosis factor sustains the generalized lymphoproliferative disorder (gld) phenotype. J. Exp. Med. 

191:89. 

2. Ngo, V. N., H. Körner, M. D. Gunn, K. N. Schmidt, D. S. Riminton, M. D. Cooper, J. L. Browning, J. D. 

Sedgwick, and J. G. Cyster. 1999. Lymphotoxin alpha/beta and tumor necrosis factor are required for stromal 

cell expression of homing chemokines in B and T cell areas of the spleen. J. Exp. Med. 189:403. 

3. Vallabhapurapu, S., R. P. Ryseck, M. Malewicz, D. S. Weih, and F. Weih. 2001. Inhibition of NF-kappaB in 

T cells blocks lymphoproliferation and partially rescues autoimmune disease in gld/gld mice. Eur. J. Immunol. 

31:2612. 

39 


B8 

Rolle von NKT- und NK-Zellen bei der Pseudomonas aeruginosa 

Exotoxin A (PEA)-induzierten Leberschädigung in der Maus 

Gisa Tiegs 

Einleitung 

Bei viralen und autoimmunen Hepatitiden, aber auch bei akuten Leberschädigungen, die 

durch bestimmte Fremdstoffe oder Arzneimittel ausgelöst werden, wird die Leber durch eine 

Überaktivierung der spezifischen und/oder angeborenen Immunantwort geschädigt. Tumor- 

Nekrose-Faktor α (TNF) scheint in allen Fällen ein wichtiger Mediator der Schädigung des 

Leberparenchyms zu sein. Zur Untersuchung der Mechanismen solcher immunvermittelter 

Leberschädigungen stehen in vivo-Modelle in der Maus zur Verfügung, die der Komplexität 

pathophysiologisch relevanter Situationen mehr oder weniger gut Rechnung tragen. Es kristallisierte 

sich heraus, dass insbesondere das bakterielle Toxin Pseudomonas aeruginosa Exotoxin 

A (PEA) Interaktionen zwischen unterschiedlichen Leukozyten auslöst, die eine durch 

dieses Toxin ausgelöste Leberschädigung stark beeinflussen 1-3 . Insbesondere zeigte sich, dass 

in dem Modell der PEA-induzierten Leberschädigung eine Abhängigkeit von einer sehr 

schnellen Aktivierung von T- und Kupffer-Zellen unter Bildung der Mediatoren TNF (über 

beide TNF-Rezeptoren p55/TNFR1 und p75/TNFR2 wirkend) 1-3 , IL-18 4 und Perforin 1 (nicht 

aber IFN-γ oder FasL) 1 besteht. Außerdem wurde klar, dass die rasche Kupffer-Zell- 

Aktivierung und TNF-Produktion nur in Gegenwart von T-Zellen stattfindet 1 . Es ist bekannt, 

dass die Leber in besonderem Maße mit einer speziellen Subpopulation von T-Zellen ausgestattet 

ist: etwa 30-50% der intrahepatischen T-Zellen der C57BL/6-Maus tragen den NK-Zell- 

Marker NK1.1 auf der Oberfläche. Diese sogenannten NKT-Zellen werden nach Injektion von 

agonistischen monoklonalen anti-CD3ε-Antikörpern in Mäusen sehr schnell aktiviert 5 und 

könnten im Zusammenhang mit der PEA-induzierten Leberschädigung eine große Rolle spielen. 

Es ist nicht bekannt, welche Rolle NKT- und NK-Zellen in diesem Modell T-Zellabhängiger 

Leberschädigung spielen und welche zellulären Interaktionen zu einer etwaigen 

Aktivierung dieser Zellen in vivo in der Leber beitragen. In einem Pilotexperiment konnten 

wir zeigen, dass NKT- und NK-Zell-depletierende anti-NK1.1 mAb vor der PEA-induzierten 

Leberschädigung schützen. 

Fragestellungen 

1. Welche Rolle spielen NKT- und NK-Zellen bei der PEA-induzierten Leberschädigung 

in der Maus? 

2. Welche zellulären Interaktionen tragen zu einer etwaigen Aktivierung dieser Zellen in 

vivo in der Leber bei? 

1 Schümann et al. (1998): J. Immunol. 161:5745 

2 Schümann et al. (2000): Immunol. Lett. 74:165 

3 Schümann et al. (2000): Am. J. Pathol. 157:1671 

4 Faggioni et al. (2000): Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:2367 

5 Yoshimoto & Paul (1994): J. Exp. Med. 179:1285 

40 


Allgemeiner experimenteller Ansatz zur Überprüfung der Hypothese 

Zur Beantwortung der Fragestellung 1. sollen NKT- und NK-Zell-defiziente Mäuse hinsichtlich 

ihrer Suszeptibilität gegenüber PEA-induzierter Leberschädigung getestet werden. Weiterhin 

sollen Veränderungen in der Zusammensetzung der intrahepatischen mononukleären 

Zellen (MNC) nach PEA-Gabe und ihr Aktivierungsstatus analysiert und eine potentielle Zunahme 

zytolytischer Aktivität innerhalb der intrahepatischen MNC gegenüber typischen NKabhängigen 

und NK-unabhängigen Zellinien und Hepatozyten überprüft werden. Zur 

Beantwortung von Fragestellung 2. sind zahlreiche funktionelle Versuche vorgesehen, bei 

denen alle relevanten Veränderungen (Zusammensetzung der intrahepatischen MNC, ihr 

Aktivierungsstatus, zytolytische Aktivität, Induktion von Zytokinen) in Abhängigkeit von 

verschiedenen Zelltypen unter Zuhilfenahme von Zelldepletionen und in Abhängigkeit von 

bestimmten Zytokinen unter Zuhilfenahme zytokinneutralisierender Antikörper oder von 

zytokinrezeptordefizienten KO-Mäusen analysiert werden sollen. 


Zunächst soll die Suszeptibilität NKT- und NK-Zell-defizienter Mäuse (Vorbehandlung mit 

anti-NK1.1 [depletiert NKT- und NK-Zellen], Vorbehandlung mit anti-Asialo-GM1 [depletiert 

NK-Zellen], Verwendung von CD1d -/- -Mäusen [NKT-Zell-defizient] 6 ) gegenüber PEAinduzierter 

Leberschädigung überprüft werden. Die Charakterisierung des Leberschadens erfolgt 

durch Messung von Plasma-Transaminasen, Bestimmung intrahepatischer DNA- 

Fragmentierung und histopathologische Analysen. Zusätzlich sollen in den NKT- und NK- 

Zell-defizienten Mäusen Änderungen in den induzierten Zytokinmustern erfaßt werden, da sie 

Hinweise auf potentielle Mechanismen geben können. Veränderungen in der Zusammensetzung 

der intrahepatischen MNC sollen zeitabhängig nach Injektion von PEA durch durchflusszytometrische 

Analysen mit Hilfe fluoreszenzmarkierter Antikörper (anti-NK1.1, anti- 

CD3ε, anti-Ly6G, anti-CD19) erfasst werden. Änderungen im Aktivierungsstatus der einzelnen 

Lymphozytenpopulationen sollen mit Hilfe durchflusszytometrischer Analyse von zusätzlich 

anti-CD69-gefärbten Zellen und mit Hilfe intrazellulärer Zytokinfärbungen (insbesondere 

IFN-γ und IL-4 als typische NKT- und NK-Zell-Zytokine) analysiert werden. Die zytolytische 

Aktivität von intrahepatischen MNC soll durch [ 51 Cr]- und LDH-Freisetzungesteste mit typischen 

NK- und Nicht-NK-sensitiven Zellinien (YAC-1, P815, EL-4) sowie primären Hepatozyten 

in Kollaboration mit Dr. Frederick Wittke und Dr. Steffen Stenger am Institut für Klinische 

Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene ermittelt werden. In diesem Zusammenhang 

ist auch die Aufreinigung von NK- und NKT-Zellen per magnetischer Zellseparation (MACS) 

geplant. Hinsichtlich der Klärung der zellulären Interaktionen, die für eine potentiell relevante 

Aktivierung von NKT- und NK-Zellen wichtig sind, sind Zelldepletionen (Depletion von 

Kupffer-Zellen mit Clodronat-Liposomen; Depletion von T-Zellen mit anti-Thy1.2), Verwendung 

von KO-Mäusen (CD1d -/- -, TNFR1 -/- - und TNFR2 -/- -Mäuse) sowie neutralisierende Antikörper 

(anti-TNF, anti-IL-18) vorgesehen. Bei allen funktionell angelegten Versuchen sollen 

6 Mendiratta et al. (1997): Immunity 6:469 

41 


wichtige Veränderungs- oder Aktivierungsparameter nach PEA-Gabe bei entsprechenden Defekten 

in bestimmten Zelltypen (Kupffer-Zellen, T-Zellen, NKT-Zellen) oder Mediatoren 

(TNF [insbesondere auch der TNF-Rezeptoren TNFR1, TNFR2], IL-18) bestimmt werden: 

Veränderungen der intrahepatischen MNC per Durchflusszytometrie, wie oben beschrieben; 

Aktivierungsstatus der intrahepatischen MNC per Durchflusszytometrie, wie oben beschrieben; 

zytolytische Aktivität, wie oben beschrieben; Induktion von Zytokinen, insbesondere von 

TNF, mit Hilfe immunhistologischer Analyse von Leberschnitten und konfokaler Laser- 

Scanning-Mikroskopie, intrahepatischem TNF-ELISA und quantitativer real-time RT-PCR. 


(1) Schümann, J., Angermüller, S., Bang, R., Lohoff, M., Tiegs, G. (1998): Acute hepatotoxicity of Pseudomonas 

aeruginosa exotoxin A in mice depends on T cells and TNF. J. Immunol. 161:5745-5754. 

(2) Schümann, J., Wolf, D., Pahl, A., Brune, K., Papadopoulos, T., van Rooijen, N., Tiegs, G. (2000): Importance 

of Kupffer cells for T cell-dependent liver injury in mice. Am. J. Pathol. 157:1671-1683. 

(3) Schümann J, Mühlen K, Wittke F, Stenger S, von Knethen A, Brüne B, van Kaer L, Tiegs G. Importance 

of NK and NKT cells for Pseudomonas aeruginosa exotoxin A-induced liver injury in mice. Immunobiol 

2001; 204:110-111 (Abstr.). 

B9 

Identifizierung und Charaktersierung des CD83 Liganden auf 

Dendritischen Zellen 

Alexander Steinkasserer 

Einleitung: 

Dendritische Zellen (DZ) sind die besten Antigen-präsentierenden Zellen des gesamten Immunsystems 

und sind als einzige in der Lage, naive T-Zellen zu stimulieren. Es hat sich gezeigt, 

daß nur reife DZ naive T Zellen stimulieren können, während unreife DZ Toleranz induzieren. 

Für die Funktion von DZ sind MHC-Peptidkomplexe und kostimulatorische Moleküle, 

welche während der DZ-Reifung induziert werden, essentiell. Zusätzlich wird auch das 

Oberflächenmolekül CD83 während der Reifung von DZ spezifisch hochreguliert und stellt 

den besten Marker für reife DZ dar. Die Tatsache, dass CD83 gemeinsam mit kostimulatorischen 

Molekulen in reifen DZ induziert wird, deutet auf eine wichtige Rolle bei der DZvermittelten 

Immunantwort hin. 

Vor kurzem konnten wir zeigen, daß CD83 für die biologische Funktion von DZ Bedeutung 

hat. Verhindert man nämlich die CD83 Expression auf reifen DZ, durch die Inhibition des 

CD83 mRNA Transports aus dem Nukleus ins Zytoplasma, so führt dies zu einer deutlich 

verringerten T-Zell stimulatorischen Aktivität dieser DZ (Kruse et al., J. Exp. Med. 2000; 

191(9):1581). Einen weiteren Hinweis darauf, dass CD83 wichtig ist, erhielten wir von Versuchen 

mit HSV-1 -infizierten DZ. CD83 wurde durch die HSV-1 Infektion völlig degradiert 

und dies ging mit einer verminderten T-Zell Stimulation einher (Kruse et al., J. Virol. 2000; 

42 


74(15):7127). Kürzlich konnten wir schlußendlich zum ersten mal direkt eine funktionelle 

Bedeutung von CD83 nachweisen. Mit Hilfe der rekombinant hergestellten extrazellulären 

Domäne von CD83 konnten wir in einer konzentrations-abhängigen Weise die DZ vermittelte 

T-Zell Stimulation völlig inhibieren (Lechmann et al., J. Exp. Med. 2001; 194 (12):1813). 

Darüber hinaus konnten wir in der selben Arbeit zeigen, dass DZ konzentrationsabhängig an 

CD83 binden und dass die Glykosilierung von CD83 für die Bindung an den Liganden auf DZ 

nicht essentiell ist. 

Fragestellung und Hypothese: 

Die Tatsache, dass sowohl unreife DZ als auch reife CD83 positive-DZ an CD83 binden, deutet 

darauf hin, dass es sich hierbei um eine heterophile Interaktion handelt. Ziel des hier beantragten 

Projekts ist daher die Identifizierung und funktionelle Charakterisierung des CD83 

Liganden auf DZ. 

Experimenteller Ansatz: 

Der Ligand soll einerseits mittels yeast-two-hybrid System und andererseits mittels biochemischer 

Verfahren identifiziert werden. Darüber hinaus steht uns eine Vielzahl von DZspezifischen 

Antikörpern von unserem Kollaborationspartner Prof. Dr. Carl Figdor (Department 

of Tumor Immunology; Nijmegen; Holland) zur Verfügung, mit welchen Inhibitionsstudien 

durchgeführt werden sollen. Aus diesen Studien erwarten wir einerseits wichtige Einblicke 

in die Funktion der DZ und andererseits könnten sich neue therapeutische Ansätze ergeben. 

Experimentelle Projektbeschreibung: 

1.) Das ”yeast-two-hybrid System” wird verwendet, um sowohl extrazelluläre als auch intrazelluläre 

Bindungspartner des humanen CD83 Moleküls zu identifizieren. Dieses System erlaubt 

die Identifizierung von Genen, welche für Proteine kodieren, die in vivo mit einem bestimmten 

Bindungspartner interagieren. Im Gegensatz zu biochemischen Methoden basiert 

dieses System auf einer genetischen Hefeanalyse, wobei die Interaktion zweier Proteine mittels 

Rekonstitution eines funktionellen Transkriptionsaktivators identifiziert wird. Das System 

funktioniert wie folgt: die CD83-Sequenz wird an eine sogenannte DNA- 

Bindungsdomäne fusioniert, während potentielle Bindungspartner (in unserem Fall, die gesamten 

Proteine einer DZ-cDNA Genbank) an eine Aktivierungsdomäne fusioniert werden. 

Keines dieser beiden Fusionsproteine ist allein in der Lage, die Transkription von bestimmten 

Reportergenen zu aktivieren. Binden jedoch zwei Proteine aneinander wird ein funktioneller 

Transaktivator generiert und das Reportergen kann transkribiert werden. Jene Hefekolonien, 

in welchen diese Interaktion stattgefunden hat, können nun z.B. anhand einer Farbreaktion 

identifiziert werden. Anschließend wird die cDNA Sequenz des potentiellen Bindungspartners 

etabliert und kann für weiterführende Studien verwendet werden. 

43 


Konkret wird in zwei getrennten Versuchsansätzen sowohl die intrazelluläre- als auch die 

extrazelluläre Domäne von CD83 in das Plasmid pGBT9 kloniert und mit einer humanen 

Matchmaker cDNA Genbank in Y190 Hefezellen getestet. Die Selektion der Kolonien findet 

mittels ”Minimal Synthetic Dropout Medium” statt, welchem die Aminosäuren Leuzin, Tryptophan 

und Histidin fehlen. Kolonien, welche im β-Galaktosidase-Test positiv sind, werden 

erneut ausplattiert und in einem zweiten ”Filter Test” analysiert. Die aus positiven Klonen 

isolierten Plasmide werden anschließend weiterhin bezüglich ihrer Interaktions-fähigkeit mit 

CD83-pGBT9 getestet. Als negative Kontrolle wird pLam5-1, ein unspezifischer Bindungspartner, 

welcher für das humane Lamin C kodiert verwendet. Anschließend wird die Nukleotidsequenz 

der positiven Klone mittels cDNA Sequenzierung ermittelt. 

2.) Um den CD83 Bindungspartner zu identifizieren stehen, neben dem Yeast Two Hybrid 

System, auch biochemische Verfahrensweisen zur Verfügung. Hierzu wird ein CD83-GST 

Fusionsprotein an eine GST-Säule gebunden. Anschließend wird diese mit dem 35 S- 

markierten DZ-Lysat inkubiert und der potentiell an die Säule gebundene Ligand wird nach 

mehreren Waschschritten spezifisch von der Säule eluiert und anschließend mittels SDS- 

Gelelektrophorese analysiert. 

Des weiteren steht uns auch die Methode der zellulären Markierung mittels Biotin (Roche) 

und anschließender Immunpräzipitation mit Hilfe von anti-CD83 Antikörpern zur Verfügung. 

In Vorarbeiten konnten wir zwei neue CD83 spezifische Antikörper generieren (Lechmann et 

al., 2001), welche für diese Untersuchungen eingesetzt werden sollen. 

3.) Mit Hilfe eines sogenannten ”Plate Adhesion Assays” konnten wir zeigen, dass CD83 an 

einen Liganden, welcher sowohl auf unreifen als auch auf reifen DZ exprimiert wird, bindet 

(Lechmann et al., 2001). Von unserem Kollaborationspartner Prof. Dr. Carl Figdor (Department 

of Tumor Immunology; Nijmegen; Holland) steht uns eine große Anzahl DZspezifischer 

Antikörper zur Verfügung. Mit Hilfe dieser Antikörper soll nun versucht werden, 

die Bindung von CD83 an DZ spezifisch zu inhibieren. Dies wäre eine elegante Möglichkeit 

um einen potentiellen CD83-Liganden zu identifizieren. 


Lechmann M., D.J.E.B. Krooshoop, D. Dudziak, E. Kremmer, C. Kuhnt, C. G. Figdor, G.Schuler and A. Steinkasserer. 

(2001) The Extracellular Domain of CD83 inhibits Dendritic Cell-mediated T-cell Stimulation and 

binds to a Ligand on Dendritic cells. J. Exp. Med. 194 (12):1813-1821. 

Kruse M, Rosorius O, Krätzer F, Stelz G, Kuhnt C, Schuler G, Hauber J, Steinkasserer A. (2000). Mature 

dendritic cells infected with herpes simplex virus type 1 exhibit inhibited T-cell stimulatory capacity. J. of 

Virology; 74(15):7127-7136. 

Kruse M., Rosorius O., Krätzer F., Bevec D., Kuhnt C., Steinkasserer A., Schuler G. and Hauber J. (2000). 

Inhibition of CD83 cell surface expression during dendritic cell maturation by interference with nuclear export 

of CD83 mRNA. J. Exp. Med.;191(9):1581-1590. 

44 


C5 

Kollagen Typ II spezifische T-Zellen bei rheumatoider Arthritis: 

Epitopspezifität, Zytokinexpression und T-Zellrezeptoranalyse 

Harald Burkhardt 

Einleitung 

Die rheumatoide Arthritis (RA) ist die häufigste entzündlich-rheumatische Gelenkerkrankung 

mit vermuteter Immunpathogenese. Eine besondere Bedeutung als Zielstruktur eines gelenkspezifischen 

Autoimmunprozesses kommt dabei dem Kollagen Typ II (CII) als einem Hauptbestandteil 

der extrazellulären Knorpelmatrix zu. Im tierexperimentellen Modell der durch 

Immunisierung mit CII induzierten Arthritis (collagen-induced arthritis=CIA) konnte neben 

der Bedeutung CII-spezifischer B-Zellen die kritische Rolle autoreaktiver T-Zellen für die 

Arthritogenität CII-gerichteter Autoimmunreaktionen nachgewiesen werden. In Vorarbeiten 

konnten die im murinen Modell relevanten T-Zelldeterminanten charakterisiert (Michaelsson 

et al., 1994) und ihre Bedeutung in der Pathogenese der CIA nachgewiesen werden 

(Malmström et al., 1996). Es ist daher das Ziel, analog zum experimentellen Arthritismodell 

die immundominanten Epitope auf dem CII für die Humanerkrankung der RA zu charakterisieren 

sowie die Strukturen der spezifischen autoreaktiven T-Zell-Rezeptoren aufzuklären. 


Die Hypothese dieser Promotionsarbeit postuliert, basierend auf eigenen Vorarbeiten (Burkhardt 

et all, 1992; Bäcklund et al., 2001) und Befunden aus humanisierten murinen Arthritismodellen 

(z.B. HLA-DRB10401-transgenen Mauslinien), daß humane CII-spezifische autoreaktive 

T-Zellen in der RA nachweisbar sind und CII-Determinanten erkennen, die mit den 

murinen immundominanten T-Zell Epitopen strukturverwandt sind. 


Mononukleäre Zellen des peripheren Blutes (PBMCs) von Patienten werden mit CII, CII- 

Fragmenten, rekombinanten Kollagenen sowie synthetischen CII-Peptiden in vitro stimuliert 

und ihre antigenspezifische Zytokin- bzw. Proliferationsantwort analysiert. Das Muster der 

eraltenen Epitope wird mit den aus dem Mausmodell bekannten immundominanten CII- 

Epitopen verglichen. 


• Basierend auf Vorarbeiten (Bäcklund et al., 2001), die belegen, daß CII-spezifische T- 

Zellen mittels Zytokin-Durchflußzytometrie im peripheren Blut von Patienten mit RA 

prinzipiell nachgewiesen werden können, soll diese Methode zur Charakterisierung der relevanten 

Epitope verwendet werden. Nach in vitro Stimulation von PBMCs aus RA Pati- 

45 


enten sollen die CII-reaktiven T-Lymphozyten (CD4 + und CD69 + ) anhand ihrer gesteigerten 

IFN-γ Produktion durchflußzytometrisch detektiert und sortiert werden. Die Detektion 

IFN-γ produzierender T-Zellen sowie ihre Sortierung unter Erhaltung der Vitalität soll 

mittels komerziell verfügbarer Kits erfolgen, deren wesentliches Prinzip auf der Zelloberflächenretention 

des sezernierten Zytokins durch eine von einem bispezifischen Antikörper 

gebildete Affinitätsmatrix beruht ( R. Manz et al. 1995, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 

92:1921-1925). 

• Die Epitopanalyse soll nach in vitro Expansion und Klonierung der sortierten T Zellen 

durch Restimulierung mit rekombinanten und synthetischen Kollagenfragmenten erfolgen. 

• Eine Rezeptoranalyse der CII-spezifischen und hinsichtlich Ihrer Epitopspezifität charakterisierten 

T Zellen durch RT-PCR soll die Frage nach einer präferentiellen Verwendung 

bestimmter alpha bzw. beta Ketten bzw. bestimmter konservierter Strukturmotive in den 

CDR3-Regionen im Vergleich zu den aus dem Mausmodell bereits bekannten beantworten. 

Dieser Punkt ist von potentieller Bedeutung für die zukünftige Entwicklung therapeutischer 

Interventionen (Vakzinierungs bzw. Tolerisierunsstrategien) u.a. auch in transgenen 

“humanisierten“ Mausmodellen. 

Sämtliche für die praktische Durchführung erforderlichen Materialien, apparativen Voraussetzungen 

und methodischen Vorerfahrungen sind in der Arbeitsgruppe vorhanden. 


Michaelsson, E., Malmström, V., Reis, S., Engström, A., Burkhardt, H., Holmdahl, R. (1994). T-cell 

recognition of carbohydrates on type II collagen. J. Exp. Med. 80: 745-49. 

Malmström, V., Michaelsson, E., Burkhardt, H., Mattsson, R., Vurio, E., and R. Holmdahl (1996). Systemic 

versus cartilage specific expression of a type II collagen specific T cell epitope determines the level of tolerance 

and susceptibility to arthritis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 4480-85. 

Burkhardt, H. , Tan, Y., Bröker, B., Beck-Sickinger, A., Holmdahl, R., von der Mark, K., Emmrich F. (1992) 

Antibody binding to collagen type II gives rise to an inhibitory peptide for autoreactive T cells. Eur. J. Immunol. 

22: 1063 – 67. 

Bäcklund, J., Carlsen, S., Höger, T., Holm, B., Fugger, L., Kihlberg, J., Burkhardt, H., and R. Holmdahl 

(2001). Predominant recognition of a glycosylated collagen type II peptide in rheumatoid arthritis and in humanized 

DR4 + human CII transgenic mice. (Submitted 2001) 

C8 

Charakterisierung der Interaktion von Fibroblasten und 

T. Geiler, H.-M. Lorenz 

Lymphoblasten 

Thomas Geiler/ Hannns-Martin Lorenz 

Einleitung 

Nach Aktivierung extravadieren Lymphozyten, um im Gewebe oder Lymphknoten physiologische 

und pathologische Entzündungsreaktionen zu exekutieren. Die natürliche Eigenart dieser 

Zellen im Gegensatz zu den ruhenden Lymphozyten ist es, dass diese Lymphoblasten, 

sobald ein gewisses Maß an Aktivierung überschritten ist, praktisch alle entweder weiter pro- 

46 


liferieren oder apoptotisch absterben müssen. So sind Studien zur Regulation des programmierten 

Zelltodes und Überlebens gerade in diesen Lymphoblasten sinnvoll und notwendig, 

um sowohl die immer noch nicht verstandene Pathogenese, die Rolle der aktivierten, gewebeständigen 

Lymphozyten in der Vermittlung und/oder Perpetuierung der chronischen Entzündung 

sowie möglicherweise neue Therapieoptionen zu erarbeiten. Hierbei scheint mesenchymalen 

Zellen wie den Fibroblasten aus zweierlei Gründen eine zentrale Rolle zuzukommen: 

zum einen scheinen die Fibroblasten eine wichtige Rolle bei der Pathogenese der Rheumatoiden 

Arthritis (RA) und/oder bei der Vermittlung und Perpetuierung der Entzündungsreaktion 

zu spielen (Übersicht in Geiler et al., Med Klinik 1997). In vitro Vorstudien aus anderen Arbeitsgruppen 

konnten des weiteren überzeugend belegen, dass die Interaktionen von 

Fibroblasten mit aktivierten Lymphozyten zur Proliferationshemmung, Anergisierung und 

Apoptosehemmung der Lymphoblasten führt. Hierfür scheint IFN-β eine wichtige Rolle zuzukommen. 

Dies konnten wir in eigenen Vorarbeiten weitestgehend bestätigen. Dieses Szenario 

erinnert an die Situation im Synovium der chronischen Polyarthritis, in der viele Autoren 

ein lymphozytäres Infiltrat beschrieben haben mit Zellen, die Aktivierungsmarker exprimieren, 

aber nicht proliferieren und Lymphokine nicht oder nur in sehr geringen Mengen sezernieren. 

Dieser scheinbare Widerspruch könnte durch die Anergisierung der Lymphoblasten 

durch synoviale Fibroblasten gut erklärt werden. Vor diesem Hintergrung könnte die 

Fibroblasten-Lymphoblasten-Interaktion eine wichtige Rolle in der Pathogenese der RA spielen. 


Die Hypothese dieser Promotionsarbeit postuliert, dass Unterschiede bestehen in der zellulären 

Interaktion von Fibroblasten und Lymphoblasten von Patienten mit RA im Vergleich zu 

Zellen von Normalspendern oder Patienten mit Sklerodermie. Ziel der Promotionsarbeit ist es, 

dies zu untersuchen und die zelluläre Interaktion zwischen Fibroblasten und Lymphoblasten 

genauer zu charakterisieren. 


Zunächst werden Fibroblasten von Patienten mit unterschiedlichen Diagnosen eingesetzt, um 

zu untersuchen, ob sich krankheitsspezifische Unterschiede in ihrer Interaktion mit 

Lymphoblasten aufweisen lassen. Dann schließt sich die Charakterisierung der an der Interaktion 

beteiligten Oberflächenmoleküle sowie der Mechanismen der Fibroblasten-induzierten 

Apoptoseinhibition vor allem im Bezug auf die beteiligten Signalkaskaden (eines der Schwerpunktthemen 

in unserer Arbeitsgruppe) an. Weiter sollen andere Zytokine als IFN-β hinsichtlich 

ihrer Beeinflußung der Fibroblasten-Lymphoblasten-Interaktion (IL-16, IL-17, TGF-β, 

SDF-1) getestet werden. 


1. Vergleich von Fibroblasten unterschiedlicher Krankheitsentitäten. Folgende experimentelle 

Ansätze sind geplant: 

• Verwendung von Fibroblasten unterschiedlicher Krankheitsentitäten (synoviale RA 

Fibroblasten oder Arthrosefibroblasten, Hautfibroblasten von Sklerodermiepatienten, 

Hautfibroblasten aus normaler Haut), Koinkubation mit Lymphoblasten: Quantifizie- 

47 


ung der apoptotischen Lymphoblasten nach unterschiedlichen Zeitpunkten mit AnnexinV/Propidiumiodid-Färbung 

im Vergleich zu Lymphoblasten, die ohne Kokultur 

in vitro gehalten wurden. 

• Voraktivierung von Hautfibroblasten von Normalspendern mit 10ng/ml IFN-γ + 

1ng/ml TNF-α (als beste Fibroblastenaktivatoren) im Vergleich zu unaktivierten 

Fibroblasten: Beeinflußung des anti-apoptotischen Effekts in Lymphoblasten? 

2. Definition der verantwortlichen zellulären Interaktion. Folgende experimentelle Ansätze 

sind geplant: 

3. Koinkubation von Hautfibroblasten aus Normalspendern, ggf. auch Fibroblasten von Patienten 

(falls sich in den unter 1. geschilderten Versuchen Unterschiede ergeben haben 

sollten) und Lymphoblasten mit RGDS-Peptiden (Kontrolle: RGES-Peptide), um integrinvermittelte 

zelluläre Interaktionen zu blockieren: Änderung des anti-apoptotischen 

Effekts? 

• Koinkubation der Fibroblasten und Lymphoblasten mit blockierenden Antikörpern 

gegen β1 oder β2-Integrine oder deren Liganden (ICAM1-3, LFA-1, VLA-4, LFA-3, 

VCAM), um spezifische integrinvermittelte zelluläre Interaktionen zu blockieren: 

Änderung des anti-apoptotischen Effekts? 

• Zugabe von anderen Zytokinen (IL-16, IL-17, TNF-α, IL-1, SDF-1, TGF-β), für die 

in unterschiedlichen experimentellen Ansätzen beschrieben ist, dass sie die Interaktion 

von Lymphozyten und mesenchymalen Zellen beeinflußen können, ohne dabei auf 

die Beeinflußung der Apoptose oder die Induktion von Anergie fokussiert zu haben: 

Änderung des anti-apoptotischen Effekts durch diese Zytokine in dem verwendeten 

experimentellen Setting? 

4. Intrazelluläre Quantifizierung der Expression anti-apoptotischer Moleküle (Bcl-2, BclxL) 

bzw. phosphorylierter proliferationsassoziierter Kinasen (PI3K, p70 S6 K, MAPK) in 

Lymphoblasten nach Inkubation mit Fibroblasten (zytoplasmatische FACS-Analyse, 

Western Blot): diese Experimente dienen der genaueren Charakterisierung der intrazellulären 

antiapoptotischen Signalgebung in Lymphoblasten nach Kontakt mit Fibroblasten. 

Alle für diese Arbeit benötigten Materialien inklusive der Zellen sind im Labor vorhanden, 

alle benötigten Techniken sind etabliert. 


Geiler T., Kriegsmann J., Keyszer G., Gay R.E., Gay S. (1994). A new model for rheumatoid arthritis generated 

by engraftment of rheumatoid synovial tissue and normal human cartilage into SCID mice. Arthritis Rheum. 

37:1664-71. 

Hieronymus, T., Grünke, M., Geiler, T., Winkler, S., Haas, J.-P., Kalden, J.R., Lorenz, H.-M. (2000). CD95- 

independent mechanisms of IL-2 deprivation-induced apoptosis in activated human lymphoblasts. Cell 

Death Differ. (7) 538-547. 

Blank, N., Kriegel, M., Hieronymus, T., Gruenke, M., Geiler, T., Winkler, S., Kalden, J.R., Lorenz, H.-M.. 

(2001). CD45 tyrosine phosphatase controls γ c -chain cytokine signaling in activated human lymphoblasts: inhibition 

of proliferation without induction of apoptosis. J.Immunol. (166) 6034-6040. 

48 


C9 

Charakterisierung phänotypisch unreifer Lymphozyten in peripheren 

lymphatischen Geweben des Menschen 

Gerald Niedobitek 

Einleitung 

Während der Entwicklung von B- und T-Lymphozyten findet die V(D)J Rekombination der 

Antigenrezeptor-Gene in Knochenmark bzw. Thymus statt und ist u.a. mit der Expression der 

Rekombinations-aktivierenden Gene (RAG1 und RAG2) und der terminalen Deoxynukleotidyltransferase 

(TdT) verbunden. Reife Lymphozyten exprimieren in der Regel weder RAGs 

noch TdT. In einer Reihe von Veröffentlichungen wurde in den letzten Jahren berichtet, dass 

diese Gene in Keimzentrums-B-Zellen wieder exprimiert werden können und ein sekundäres 

Rearrangement der Immunglobulingene („Rezeptorrevision“) ermöglichen können. Insbesondere 

wurde eine Rolle dieses Mechanismus bei der Bildung von Autoantikörpern und damit 

in der Pathogenese von Autoimmunerkrankungen postuliert. Mittels in situ Hybridisierung 

und Immunhistochemie haben wir in menschlichen Tonsillen eine Population von 

RAG/TdT-positiven Zellen identifiziert. Diese Zellen fanden sich aber nicht in Keimzentrumsreaktionen, 

sondern hauptsächlich an der Grenze zwischen lymphatischem Gewebe und 

bindegewebigem Tonsillengerüst sowie in unmittelbarer Nachbarschaft von Keimzentren. 

Lediglich in einem kleinen Teil dieser RAG/TdT-positiven Zellen konnte eine Expression von 

B-Zellantigenen nachgewiesen werden, so dass der Phänotyp der Mehrzahl dieser Zellen bisher 

unklar geblieben ist. In einer vergleichenden quantitativen Untersuchung konnten wir weiterhin 

zeigen, dass RAG/TdT-positive Zellen häufig in Tonsillen, aber nur selten in Lymphknoten, 

Milz, oder Peyerschen Plaques zu finden sind. Die Funktion dieser RAG/TdTpositiven 

Lymphozyten ist ungeklärt. Insbesondere ist offen, ob es sich hierbei um vorzeitig 

aus dem Knochenmark ausgeschwemmte unreife Zellen handelt, oder um außerhalb des Knochenmarks 

in den Tonsillen neu gebildete Lymphozyten. 

Fragestellungen 

Zur Klärung der Bedeutung der RAG/TdT-positiven Zellpopulation in peripheren lymphatischen 

Geweben soll der Phänotyp dieser Zellen näher charakterisiert werden. Ferner soll ü- 

berprüft werden, ob es bei Autoimmunerkrankungen zu einem gehäuften Auftreten 

RAG/TdT-positiver Zellen in betroffenen Geweben kommt. 

Allgemeiner experimenteller Ansätze 

1. Zur Bestimmung des zellulären Phänotyps sollen Lymphozyten aus Tonsillen isoliert und 

mit FACS-Doppelmarkierungsexperimenten analysiert werden. 

2. Um eine Aussage über den Reifungsstand der RAG/TdT-positiven Zellen machen zu können, 

soll untersucht werden, ob in diesen Zellen Komponenten des Prä-B-Zellrezeptors 

49 


(VpreB, λ5) exprimiert werden. Weiterhin soll untersucht werden, ob der Chemokinrezeptor 

CXCR4 exprimiert wird, dessen Interaktion mit dem Chemokin CXCL12 (SDF1) für 

die Retention unreifer B-Zellen im Knochenmark verantwortlich ist. Ferner soll die lokale 

Expression von CXCL12 in Tonsillen untersucht werden. 

3. Schließlich soll der Kollegiat untersuchen, ob es im Zusammenhang mit Autoimmunerkrankungen 

(rheumatoide Arthritis, Hashimoto-Thyreoiditis) zu einer gesteigerten Expression 

von RAGs und TdT in betroffenen Geweben kommt. 


1. Unsere bisherigen phänotypischen Untersuchungen wurden mit immunhistochemischen 

Doppelmarkierungsverfahren an Formalin-fixierten Paraffinschnitten durchgeführt. Um 

ein breiteres Spektrum von Oberflächenantigenen untersuchen zu können, sollen Zellen 

aus unfixierten Tonsillen isoliert werden. Diese Zellen werden dann mittels FACS- 

Doppelmarkierung auf eine Koexpression von TdT und Lymphozyten- 

Differenzierungsantigenen untersucht. Dabei sollen insbesondere solche Antikörper zum 

Einsatz kommen, die an Paraffinschnitten nicht oder nur eingeschränkt anwendbar sind 

(z.B. CD2, CD19, CD22). Diese Untersuchungen werden in Zusammenarbeit mit Dr. J. 

Winkler und Prof. T. Winkler, Lehrstuhl für Genetik, durchgeführt. Ergänzt werden diese 

Untersuchungen durch immunhistochemische Doppelmarkierungen an Gefrierschnitten. 

2. In diesem Teil der Arbeit soll mit Hilfe von verschiedenen Doppelmarkierungsverfahren 

die Expression von Komponenten des Prä-B-Zellrezeptors (VpreB, λ5) und von CXCR4 

und CXCL12 in RAG/TdT-positiven Zellen untersucht werden. Die Expression der RAGs 

wird dabei mit Hilfe der in situ Hybridisierung unter Verwendung radioaktiv-markierter 

Sonden nachgewiesen, zum Nachweis einer TdT-Expression wird die Immunhistochemie 

verwendet. Antikörper gegen VpreB und λ5 stehen uns im Rahmen einer Kooperation mit 

Prof. H.-M. Jäck, Abteilung Molekular Immunologie, zur Verfügung. Antikörper gegen 

CXCR4 und CXCL12 sind ebenfalls vorhanden. Falls erforderlich sollen von dem Kollegiaten 

Sonden zum Nachweis einer Genexpression mittels in situ Hybridisierung hergestellt 

werden. 

3. Aus vorherigen Untersuchungen steht uns eine Serie von Synovialmembranbiopsien von 

Patienten mit rheumatoider Arthritis zur Verfügung. Aus dem Eingangsgut des Pathologischen 

Instituts haben wir ferner etwa 30 Schilddrüsenresektate von Patienten mit Hashimoto-Thyreoidits 

identifiziert. Diese Präparate sollen auf das Vorkommen RAG- bzw. 

TdT-positiver Zellen untersucht werden. Die Zahl positiver Zellen soll quantifiziert werden 

und mit nicht-autoimmunologischen Erkrankungen (Arthrose-Synovitis bzw. Knotenstruma) 

verglichen werden. 

Alle Untersuchungen werden an Gewebeproben durchgeführt, die dem Pathologischen Institut 

zu diagnostischen Zwecken zugesandt wurden. Alle Methoden sind im Labor des Antragstellers 

oder der genannten Kooperationspartner etabliert. 

50 



Meru, N., Jung, A., Baumann, I., und Niedobitek, G. (2002) Expression of the recombination activating genes in 

extrafollicular lymphocytes but no apparent re-induction in germinal centre reactions in human tonsils. Blood 99: 

in press 

Meru, N., Jung, A., Lisner, R. und Niedobitek, G. (2001). Expression of the recombination activating genes 

(Rag1 and Rag2) is not detectable in Epstein-Barr virus-associated human lymphomas. Int J Cancer 92: 75-78. 

Niedobitek, G., Lisner, R., Swoboda, B., Rooney, N., Fassbender, H.-G., Kirchner, T., Aigner, T., Herbst, H. 

(2000) Lack of evidence for an involvement of Epstein-Barr virus infection of synovial membranes in the pathogenesis 

of rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 43: 151-154 

C10 

Einfluss der Transduktion Dendritischer Zellen mit Vaccinia Viren 

auf die Ausbildung der Immunologischen Synapse. 

Einleitung 

Lars Jenne 

Dendritischen Zellen (DZ) nehmen wegen ihrer Fähigkeit naive T-Zellen zu primen und als 

Induktoren von anti-viralen und anti-tumoralen Immunitäten eine Schlüsselstellung in der 

zellulären Immuntherapie ein. Zahlreiche Techniken der Antigenbeladung mit dem Ziel einer 

optimalen MHC-restringierten Tumorantigenpräsentation sind entwickelt worden. Wegen der 

Instabilität von MHC-Peptid Komplexen und zahlreichen Problemen bei der Verwendung von 

Tumorzellpräparationen ist die Entwicklung alternativer Strategien zur Antigenpräsentation 

jedoch notwendig. Die Transduktion mit rekombinanten viralen Vektoren ist dabei ein vielversprechender 

Ansatz, eine MHC-I und MHC-II restringierte Antigenpräsentation zu erreichen. 

Viren besitzen jedoch ein Arsenal von Mechanismen, die hemmend auf die Entwicklung 

einer anti-viralen Immunität wirken. Insbesondere interagieren Viren auch mit der Antigenpräsentation 

der DZ. Daher ist es notwendig, für die Entwicklung viraler Vektoren detaillierte 

Analysen der DZ-Virus Interaktion durchzuführen. 

Bei Untersuchungen zur Transduktion Dendritischer Zellen mit Vaccinia Virus (VV) fanden 

wir eine vollständige Unfähigkeit der virusinfizierten DZ, eine T-Zell Stimulation zu initiieren. 

Die reduzierte Expression von CD80 und CD83 an der Oberfläche der virusinfizierten DZ 

erklärt dieses Phänomen nur partiell. Korrelat der DZ-T-Zell Interaktion ist die Immunologische 

Synapse (IS), die zwischen DZ und T-Zellen ausgebildet wird. Drei Elemente spielen bei 

der Ausbildung und Regulation einer IS eine entscheidende Rolle: 1. Die zytoskeletalen Elemente 

(Mikrotubulussystem und Aktinfilamente) beider interagierender Zellen. 2. Die supramolekularen 

Kluster (SMACs), in denen sich auf T-Zell Seite die T-Zell Rezeptoren, Adhäsionsmoleküle 

und CD28 finden, während auf Seiten der DZ die MHC-Moleküle, kostimulatorische 

Moleküle und ebenfalls Adhäsionsmoleküle zu finden sind. 3. Cholesterol- und Sphingolipid-reiche 

Mikrodomänen (Rafts), die als Plattform für die Interaktion und insbesondere 

für die zur T-Zell Aktivierung notwendige Signaltransduktion fungieren. 

51 



Wir postulieren, dass durch die VV Infektion der DZ eine grundlegende Störung der DZ-T- 

Zell-Interaktion induziert wird. Die komplexe Regulation des Zytoskeletts der DZ, die Ausbildung 

der SMACs und die Zusammensetzung der Rafts werden durch Vaccinia Viren auf 

Seiten der DZ verändert. Durch diese Manipulation wird auch die Ausbildung korrelierender 

Strukturen auf Seiten der T-Zellen inhibiert. 


In dem vorgeschlagenen Projekt sollen virusinduzierte Veränderungen der immunologischen 

Synapse (IS) als morphologisch–funktionellem Korrelat der zellulären Interaktion von DZ mit 

T-Zellen charakterisiert werden. Hierzu werden DZ gesunder, freiwilliger Spender generiert 

(Monozytäre DZ) und mit Vaccinia Viren infiziert. Wir werden zwei verschiedene Vaccinia 

Virusstämme einsetzen: WR, ein Stamm der für die oben geschilderten initialen Versuche 

verwendet wurde, und einen attenuierten Virusstamm, das Modifizierte Virus Ankara (MVA). 

In Vorversuchen war dieses Virus weniger stark beeinträchtigend für die stimulatorische Kapazität 

der transduzierten DZ. Die transduzierten DZ werden dann mit autologen T-Zellen 

kokultiviert. 


1. Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie zur Darstellung zytoskeletaler Elemente: 

Mit Hilfe der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie soll sowohl das Zytoskelett der DZ 

und der direkte Einfluss der viralen Transduktion auf diese Organisationsstrukturen, als 

auch das Zytoskelett der interagierenden T-Zellen zur Darstellung gebracht werden. Zur 

Markierung der Aktinfilamente kann entweder Phalloidin oder ein Aktin-spezifischer Antikörper 

(z.B. anti-Aktin: MAB 1501 von Sigma) eingesetzt werden. Für die Färbung von 

Mikrotubulinstruturen kann der anti-alpha Tubulin Klon B 512 (Sigma) eingesetzt werden. 

Bei den Mikrotubulinstrukturen der T-Zellen kann nach Aktivierung die Ausbildung 

eines Mikrotubulus-organisierenden Zentrums (MTOC) und damit die Polarisierung der 

T-Zelle nachgewiesen werden. 

2. Konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie zur Darstellung der Polarisierung und der 

Ausbildung von supramolekularen Klustern: Die Polarisierung von an der IS beteiligten 

Oberflächenmolekülen soll dargestellt werden, um die Ausbildung der SMACs bildgebend 

analysieren zu können. Hierbei werden die relevanten Oberflächenmoleküle (z.B. 

CD80 und CD86, ICAM-1 sowie die MHC-Moleküle auf Seiten der DZ) mit fluoreszgefärbten 

Antikörpern markiert und im konfokalen Mikroskop dargestellt. Ein Schwerpunkt 

wird hier auf die Dynamik dieser Interaktion gelegt werden. Daher ist eine Videomikroskopie 

sinnvoll. 

3. Analyse der Rafts: Rafts können als Triton X-100 unlösliche Zellmembranstrukturen 

isoliert und im Western-blot auf die Zusammensetzung (GPI-verankerte Moleküle und Tyrosinkinasen 

der Src Familie) untersucht werden. 

52 


4. Funktionelle Analysen: Bei Kontakt mit Antigen Präsentierenden Zellen setzen T–Zellen 

als Ausdruck der Aktivierung Ca 2+ intrazellulär frei. Nach Beladung der T-Zellen mit z.B. 

Flura-2 kann diese Ca 2+ Liberation durch ein Fluoreszenzphotometer analysiert werden. 

Mit diesem Verfahren könnte die fehlende T-Zell Aktivierung durch VV transduzierte DZ 

funktionell dargestellt werden. 

Alle für diese Arbeit benötigten Materialien inklusive der Zellen sind im Labor vorhanden. 

Die konfokale Lasermikroskopie soll in Zusaamenarebit mit Prof. Jäck im Nikolaus-Fiebinger 

Zentrums durchgeführt werden. Alle anderen benötigten Techniken sind im Labor etabliert. 


1. Jenne, L., Schuler, G., Steinkasserer, A. (2001) Viral vectors for dendritic cell-based immunotherapy. 

Trends in Immunology, 22, 102-107. 

2. Jenne, L., Thumann, P., Steinkasserer, A. (2001) Interaction of large DNA viruses with Dendritic Cells. 

Immunobiology, 639-648 

3. Jenne, L., Hauser, C., Arrighi, J-F., Saurat, J.-H., Hügin, A. (2000) Poxvirus as a Vector to Transduce Human 

Dendritic Cells for Immunotherapy: Abortive Infection but Reduced APC Function. Gene Therapy, 

18: 1575-1583. 

C11 

Immuntherapeutika für leukämische ProB-Zellen, gerichtet gegen 

das Oberflächen-Antigen CD33 

Georg Fey 

Einleitung: 

Die Gruppe Fey arbeitet seit mehreren Jahren an durch die Translokation t(4;11) ausgelösten 

schwer therapierbaren Leukämien, für die ein besonderer Bedarf zur Entwicklung neuer therapeutischer 

Ansätze besteht. Die leukämischen Zellen bieten aufgrund ihres Misch-Phänotyps eine 

einzigartige Möglichkeit dazu: sie sind "bi-phänotypisch" mit einem Differenzierungsgrad, 

der überwiegend einer pro-B-Zelle entspricht (µ-negativ; CD19 positiv; CD10 negativ), und tragen 

zusätzlich eine Beimischung myeloischer Oberflächenantigene (z.B. CD13, CD15, CD33 

und andere), die auf normalen pro-B Zellen nicht vorliegen. Wenn es gelänge, simultan einen immuntherapeutischen 

Angriff gegen mehrere Komponenten dieses charakteristischen Spektrums 

zu addressieren, dann sollte es möglich sein, die leukämischen Blasten präferentiell vor normalen 

Zellen zu treffen. Die Gruppe Fey arbeitet seit mehreren Jahren an der Verwirklichung dieses 

Konzepts, und diese Promotion ist Teil dieses Programms. Rekombinante Antikörper und Immuntherapeutika 

gegen lymphatische Komponenten des Spektrums (z.B. CD19) werden in anderen 

Projekten der Gruppe entwickelt. Hier sollen neuartige anti-CD33-Immuntoxine entwikkelt 

werden. CD33 ist ein besonders geeignetes Antigen, weil es nach Bindung eines Antikörpers 

schnell internalisiert wird. Daher werden anti-CD33-Immuntoxine bereits zur Therapie akuter 

53 


myeloischer Leukämien klinisch benutzt (Mylotarg; Gemtuzumab-Ozogamycin). Sie haben aber 

noch starke Nebenwirkungen, und ihre Einsatzmöglichkeiten sind beschränkt. Hier soll an der 

Entwicklung einer zweiten Generation von Immuntoxinen mitgearbeitet werden, die einige der 

Nachteile der ersten Generation vermeiden soll. Dies soll zum einen dadurch geschehen, daß andere 

Toxine verwendet werden (huRNase und Pseudomonas Exotoxin A statt Calicheamycin). 

Zum anderen sollen die intrazellulären Transportmechanismen optimiert werden, was zu einer 

höheren spezifischen Aktivität der Toxine führen soll. Dadurch sollten die einzusetzenden Dosen 

und somit die unerwünschten Nebenwirkungen reduzierbar sein. Die Gruppe hat Erfahrung in 

der Entwicklung rekombinanter Immuntoxine und hat ein rekombinantes anti-CD7 Exotoxin A 

Toxin gegen akute T-Zell und akute meloische Leukämien entwickelt und zum Patent angemeldet. 


Es sollte möglich sein, neue anti-CD33 Immuntoxine dadurch zu erzeugen, daß eine verkürzte 

Variante des Pseudomonas ExotoxinA (ETA) als Toxin verwendet wird, weil ETA' bereits erfolgreich 

zur Konstruktion von Immuntoxinen verwandt wurde, die in klinischen Studien gegen 

Haarzell-Leukämien (Kreitman et al. 2001, N. Eng. J. Med. 345: 241-247) sehr erfolgreich waren. 

Zum anderen sollte es möglich sein, humane RNase als Toxin zu verwenden. Dies hätte 

den Vorteil, daß die RNase als humanes Protein für Menschen weniger immunogen sein sollte 

als das mikrobielle ETA'. Schließlich sollte es möglich sein, die spezifische Aktivität dieser Toxine 

dadurch zu steigern, daß an die RNase oder an das ETA' bestimmte Signale für den intrazellulären 

Transport (KDEL, REDLK und andere) angehängt werden, weil es bereits für andere 

Immuntoxine möglich war, auf diesem Wege die spezifische Aktivität signifikant (um mehr als 

eine Zehnerpotenz) zu steigern. 


Der Doktorand/die Doktorandin soll zunächst eine Phagen-Display Bank aus der Milz RNA von 

Mäusen anlegen, die mit huCD33 immunisiert waren. Diese soll er/sie mit huCD33-positiven 

leukämischen Zellen durchsuchen ("pannen"), und soll die so erhaltenen CD33-reaktiven singlechain 

Fv Antikörperfragmente (scFvs) subklonieren und charakterisieren. Daran soll er/sie einerseits 

das verkürzte Pseudomonas Exotoxin A (ETA') Immuntoxin ankoppeln, andererseits humane 

RNAse. An die huRNAse sollen ferner drei verschiedene intrazelluläre Transportsignale angeheftet 

werden, um die Translokation durch das endoplasmatiche Retikulum (ER) zu verbessern. 

Zum einen die zu diesem Zweck bekannten Domänen KDEL und REDLK, zum anderen 

die Domänen II und Ib des ETA, weil bekannt ist, daß ETA sehr effizient intrazellulär transloziert 

wird. Die Domänen des ETA, die diesen Transport vermitteln, sind noch nicht genau bekannt 

und sollen hier grob-kartiert werden. Die Kombination von huRNase mit diesen intrazellulären 

Transportsignalen ist neu und soll hier erstmals erprobt werden. Die neuen rekombinanten 

Toxine sollen bakteriell exprimiert, gereinigt, und in Zellkultur-Experimenten und in mit humanen 

leukämischen Zellen xenotransplantierten Mäusen auf ihre Funktion getestet werden. 


1. Anlegen einer Maus NIH-3T3 Zellinie, die mit cDNA für huCD33 stabil transfiziert ist. 

Aus der Zellinie Membranen präparieren und damit Mäuse immunisieren. Aus der Milz 

54 


RNA der Mäuse eine kombinatorische Phagen-Display Bank anlegen und charakterisieren 

mit Methoden, die in der Gruppe des Antragstellers gut etabliert sind. 

2. Phagenbank durchsuchen ("pannen") mit CD33-positiven humanen leukämischen Zellen, 

z.B. der SEM Linie mit Translokation t(4;11); isolierte Phagen auf Reaktivität mit CD33 

überprüfen; Einzelphagen subklonieren zu rekombinanten scFvs; Expression der scFvs in 

E.Coli; Test ihrer Bindungsfähigkeit an SEM-Zellen durch FACS Analyse. 

3. Ankoppeln der Kodiersequenzen für Pseudomonas Exotoxin A (ETA) an die neu-gewonnenen 

scFvs. Expression der Immuntoxine in E. Coli. Partielle Reinigung der Immuntoxine 

und Test in Zellkultur-Experimenten mit SEM Zellen auf ihre zytolytische Wirkung 

mit im Labor des Antragstellers gut etablierten Methoden (Annexin und Propidium-Iodid 

Färbung; FACS Analyse). Vergleichende Auswertung mit Mylotarg (CD33 Immuntoxin). 

4. Ankoppeln der cDNA Kodiersequenz für huRNase an die anti-CD33-scFvs. Erzeugen diverser 

Varianten mit (RNase plus KDEL) oder (RNase plus REDLK) Transportdomänen 

sowie (RNAse plus diese Transportdomänen plus Domänen II); oder: (plus II plus Ib) des 

Pseudomonas ETA, um zu testen, ob dies eine weitere Verbesserung des intrazellulären 

Transports ermöglicht, was wir erwarten. Dabei wird eine im Labor erzeugte Mutante der 

huRNase verwendet, in der Punktmutationen an kritischen Stellen eingefügt wurden, welche 

die RNase resistent gegen RNase Inhibitoren macht. Expression dieser Konstrukte in 

E. Coli. Reinigung durch Affinitätschromatographie. 

5. Test der zytotoxischen Wirkung der RNase-Toxine in Zellkultur-Experimenten mit der 

CD33-positiven Zellinie SEM wie in Pkt 3. Vergleichender Test der Aktivität dieser neuen 

Immuntoxine mit dem bekannten CD33-Toxin Mylotarg als Standard. Auswertung durch 

Meßmethoden der Apoptose; FACS Analyse. 

6. Test der neuen Toxine in einem NOD/SCID-Maus Modell der Leukämie, die mit SEM- 

Zellen xenotransplantiert waren. Dies ist ein von anderen Autoren etabliertes und publiziertes 

gültiges Modell der humanen t(4;11) Leukämie (Pocock et al. 1995, Brit. J. Haematol. 

90: 855-867). Bewertung der Wirksamkeit der neuen Toxine im Vergleich zu Mylotarg 

als Standard. 

Alle zur Durchführung dieser Experimente benötigten Methoden sind im Labor des Antragstellers 

etabliert. Die Maus-Studien werden derzeit in Kooperation mit Prof. Gramatzki 

durchgeführt. Der Lehrstuhl des Antragstellers verfügt über ein eigenes funktionierendes 

Tierlabor. 


Peipp, M., Simon, N., Loichinger, A., Baum, W., Mahr, K., Zunino, S.J. & Fey, G.H. 2001a. An improved procedure 

for the generation of recombinant single chain Fv antibody fragments reacting with human CD13 on intact 

cells. J. Immunol. Methods 251: 161-176. 

Peipp, M., Küpers, H., Saul, D., Schlierf, B., Greil, J., Zunino, S.J., Gramatzki, M. & Fey, G. H. 2001b. A recombinant 

anti CD7 single-chain immunotoxin specifically induces apoptosis in acute leukemic T-cells. Cancer Research, 

submitted. 

55 


2.3 Studienprogramm 

Ziele des Programms 

Das Ausbildungsprogramm des Graduiertenkollegs konzentriert sich wie in der 1. Antragsperiode 

wieder auf vier wichtige Elemente der Graduiertenausbildung: (1) Innerhalb 

des dargestellten Forschungsprogramms sollen die Promovenden dazu ausgebildet 

werden, wissenschaftliche Hypothesen selbständig zu entwickeln, diese experimentell 

zu überprüfen, die Versuchsergebnisse kritisch zu interpretieren und diese unter Berücksichtigung 

publizierter Daten zu diskutieren. (2) Um eine breitere Ausbildung innerhalb 

des Themenkreises des Kollegs zu garantieren, sollen den Promovenden grundlegende 

Konzepte und aktuelle Probleme aus dem Gebiet der Lymphozytenbiologie sowie neue 

Techniken zur Untersuchung immunologischer Fragestellungen vermittelt werden. (3) 

Den Kollegiaten sollen Elemente der Präsentation wissenschaftlicher Daten (Rhetorik 

und das Anfertigen wissenschaftlicher Manuskripte), der Betreuung von Mitarbeitern 

und Elemente ‚Guter wissenschaftlicher Praxis’ vermittelt werden. (4) Gespräche mit 

Gastwissenschaftlern, Praktika in deutschen Pharmaunternehmen und Forschungsaufenthalte 

an nordamerikanischen Universitäten sollen den Stipendiaten schon während 

der Ausbildung ermöglichen, einen Einblick in den 'Berufsalltag' eines Wissenschaftlers 

zu bekommen und frühzeitig Kontakte aufzubauen, die für die spätere Berufswahl außerordentlich 

wichtig sein können. 

Während in der Regel das erste Element durch den direkten Betreuer (Mentor) gut 

vermittelt werden kann, kommen die drei Anderen in der traditionellen Graduiertenausbildung 

sehr oft zu kurz. Diese sollen deshalb durch vier Kernveranstaltungen, 

die die übliche Betreuung des Doktoranden durch den Mentor ergänzen, vermittelt werden: 

(1) ein wöchentliches Methoden- sowie ein immunologisches Grundlagenseminar 

(Janeway-Club), (2) ganz- bzw. mehrtägige Workshops, (3) Berichtssymposien und (4) 

ein Trainee-Programm, an dem sich sowohl inländische Pharmaunternehmen wie auch 

nordamerikanische und europäische Forschungseinrichtungen beteiligen. 

Dauer und Struktur der Graduiertenausbildung 

Es wird erwartet, dass alle Kollegiaten (Stipendiaten und assoziierte Kollegiaten) bis 

zum Abschluss ihrer Dissertationsarbeit (für medizinische Dissertationen 1-2 Jahre und 

für naturwissenschaftliche Dissertationen 2-3 Jahre) regelmäßig am wöchentlichen Methoden- 

und Grundlagenseminar (2 Semesterwochenstunden, SWS) und an den zwei 

jährlich stattfindenden Berichtssymposien (2 SWS) teilnehmen. Zusätzlich müssen alle 

Kollegiaten während ihrer Ausbildung an den Workshops „Konzepte der Lymphozytenimmunologie” 

(1 SWS) und „Gute wissenschaftliche Praxis “ (1 SWS), an 

56 


zwei weiteren Workshops (je 1 SWS) ihrer Wahl und an den Gastsprecherseminaren (1 

SWS) teilnehmen. Über 2 Jahre ergibt dies insgesamt 18 SWS, was einer Semesterbelastung 

von etwa 4.5 SWS entspricht. Die Teilnahme an anderen Kollegaktivitäten wird 

empfohlen, ist aber nicht Voraussetzung, um einen Kollegabschluss zu erhalten (siehe 

Kapitel 3.4). 

Ausbildungsangebot 

Folgende im Berichtsband bereits ausführlich besprochenen Ausbildungsangebote sollen 

auch in der 2. Antragsperiode ohne große Veränderungen durchgeführt werden: 

‣ 1-stündiges Methodenseminar während der vorlesungsfreien Zeit 

‣ 2-tägiges Rhetorikseminar mit auswärtigem Tutor 

‣ 2-tägiges, internes Berichtssymposium in Heiligenstadt (Fränkische Schweiz) 

‣ 2-tägiger Workshop ‚Konzepte der Immunologie’ mit auswärtigen Experten 

‣ ein von den Kollegiaten organisierter Projekttag ‚Gymnasium’ im Rahmen 

der Öffentlichkeitsarbeit des GRK 

‣ Mitarbeit bei der Betreuung von Praktikanten 

Auf folgende Aktivitäten, die entweder neu in das Programm aufgenommen bzw. aufgrund 

unserer Erfahrungen in der 1. Förderperiode in modifizierter Form durchgeführt 

werden, sollen hier etwas detaillierter beschrieben werden. 

‣ Workshop ‚Wissenschaftliches Schreiben’ 

Die erste Versionen der Kollegiatenberichte zeigten doch erhebliche Schwächen einiger 

Doktoranden beim Verfassen wissenschaftlicher Manuskripte auf. Das war jedoch 

nicht überraschend, da dieses wichtige Element in den Studienplänen leider 

nicht implementiert ist. Wir wollen dieses Problem deshalb in zwei Phasen angehen. 

Zuerst vermittelt ein professioneller, auswärtiger Experte den Doktoranden in einem 

2-tägigen Workshop die wichtigsten Elemente zum Anfertigen eines wissenschaftlichen 

Berichtes bzw. einer kompletten Dissertationsarbeit. In einer zweiten unabhängigen 

Veranstaltung sollen die Doktoranden zuerst vorgegebene wissenschaftliche 

Texte (z.B., erste Versionen von Kollegiatenberichten, gute und weniger gute 

Einleitungen, Fragestellungen und Ergebnisse aus repräsentativen Publikation) zuerst 

in kleinen Gruppen bearbeiten und anschließend unter Anleitung eines Dozenten 

des GRK gemeinsam diskutieren. Ein erster Schritt in diese Richtung soll schon in 

der laufenden Förderperiode mit unserem ersten Workshop ‚Wissenschaftliches 

Schreiben’, der von Frau Dr. Schulte-Steinicke aus Berlin (siehe Berichtsband) im 

März bzw. April gehalten wird, getan werden. 

57 


‣ Workshop ‚Gute wissenschaftliche Praxis’ 

Das Erlanger GRK592 unterstützt die von der DFG geforderte Implementierung von 

‚Regeln Guter Wissenschaftler Praxis’ an Institutionen, die Mittel der DFG erhalten. 

Nach Auskunft des Dekans der Medizinischen Fakultät, Prof. M. Röllinghoff, arbeitet 

derzeit eine vom Rektor eingesetzte Kommission an der Ausarbeitung solch eines 

Regelwerkes, das für die gesamte Universität gültig sein wird. Die Projektleiter des 

Erlanger und des Würzburger Kollegs sind jedoch der Meinung, dass die Elemente 

guter wissenschaftlicher Praxis anhand von konkreten Beispielen auch den Doktoranden 

beider GRKs vermittelt werden sollen. Wir wollen dies gemeinsam mit dem 

Würzburger Kolleg in drei Phasen erledigen: (1) durch einen Vortrag eines auf diesem 

Gebiet kompetenten Fachkollegen bei unserem nächsten gemeinsamen Berichtssymposium 

im Mai diesen Jahres, (2) durch die Bildung einer kleinen, gemeinsamen 

Kommission, die die für Doktoranden wichtige Elemente noch in dieser Förderperiode 

ausarbeiten soll und (3) durch einen 1-tägigen Workshop, in dem anhand konkreter 

Beispiele die Elemente nochmals vermittelt werden sollen. Die Inhalte des 

Workshops werden von Projektleitern beider Kollegs und, falls möglich, von auswärtigen 

Experten zusammengestellt. Teile des Workshops könnten direkt aus dem seit 

Jahren an der Loyola University of Chicago gehaltenen Seminar ‚Ethics in Science’ 

(Director: Prof. A. Chludzinski, Associate Dean of Graduate School) übernommen 

werden. Prof. Chludzinski wäre auch bereit, solch einen Workshop hier in Erlangen, 

allerdings in Englisch, zu halten. 

‣ Gastsprecherprogramm 

Wie in er ersten Antragsperiode sollen wieder Gastwissenschaftler zu Vorträgen 

entweder innerhalb des Nikolaus-Fiebiger-Seminars, des Workshops ‚Konzepte der 

Immunologie’ und unseren internen, jährlich stattfindenden Berichtssymposien eingeladen 

werden. Die Kollegiaten sollen in der 2. Förderperiode aktiver als in der 1. 

Antragsperiode in die Auswahl der Gastsprecher miteinbezogen werden. Beispielsweise 

muss jeder Kollegiat mindest einmal einen auswärtigen Gastredner vorschlagen 

und die gesamte Organisation des Besuchs (Einladung, Reiseplanung, Seminarankündigungen 

verschicken, einen Interviewplan aufstellen und das abschließende 

Abendessen organisieren) übernehmen. Weiterhin sollen die Kollegiaten einen 1.5- 

tägigen international besetzten Kongress über ein Thema aus der Lymphozytenbiologie 

hier in Erlangen organisieren. Natürlich steht den Kollegiaten für beide Aktivitäten 

die gesamte Infrastruktur des Kollegs (Sekretariat und wissenschaftliche Koordinatorin) 

zur Verfügung. Die Integration auswärtiger Wissenschaftler in das Ausbildungsprogramm 

ist ein wichtiges Element unseres Ausbildungsprogramms und ermöglicht 

den Kollegiaten, schon früh in ihrer Ausbildung Kontakte für spätere Be- 

58 


werbungen und wissenschaftliche Kooperationen zu knüpfen. Eine weitere Motivation 

ist die Tatsache, dass auch die Projektleiter einen tieferen Einblick in die Arbeiten 

anderer Stipendiaten und Arbeitsgruppen bekommen. Das fördert nicht nur die Integration 

der immunologischen Arbeitsgruppen in Erlangen, sondern könnte auch der 

Beginn neuer Kooperationen sein. 

‣ Immunologisches Arbeitsseminar (Janeway Club) 

Das immunologische Arbeitsseminar, dass während des Semesters bisher ohne die 

Beteiligung der Projektleiter einmal in der Woche stattfand, soll in Zukunft etwas 

strukturierter durchgeführt werden. Beispielsweise sollen die Kollegiatensprecher vor 

Beginn des Semesters einen Katalog mit Themen anhand der Lehrbücher 

‚Immunobiology’ von Janeway und ‚Immunology’ von Kuby ausarbeiten und jedem 

Thema zwei Kollegiaten und einen Projektleiter ihrer Wahl zuordnen. Die 

Kollegiaten fungieren als Diskussionsleiter und sollen durch ihre Fragen die 

anwesenden Doktoranden zur aktiven Teilnahme motivieren. Der jeweilige 

Projektleiter soll, wo notwendig, als kompetente Fachperson für Fragen zur 

Verfügung stehen, sich aber so weit wie möglich aus der Diskussion heraushalten. 

‣ Berufsorientierte Seminare und weitere Workshops 

Um unsere Doktoranden besser auf den zukünftigen Beruf vorzubereiten, sollen in 

der 2. Antragsperiode durch unsere wissenschaftliche Koordinatorin, Frau Krapf, berufsorientierte 

Seminare organisiert werden. Als Themen sind vorgesehen: „Erfahrungsberichte 

von Existenz- und Firmengründern”, „Anforderungen der Industrie an 

Naturwissenschaftler und Mediziner - Diskussion zwischen Stipendiaten und Vertretern 

aus der Industrie” (erste Kontakte mit Dr. Deger, Senior Vice President, Operations, 

Roche Diagnostics, Penzberg wurden bereits initiiert) und „Bewerbungstraining 

und persönliche Präsentation”. Ein Workshop über „Statistik in Biologie und 

Medizin“ soll ebenfalls angeboten werden. Dieser soll sich in eine theoretische Einführung 

anhand repräsentativer Beispiele aus der Biomedizin sowie praktischen Anwendungen 

aufgliedern. 

‣ Trainee-Programm 

Dieses Programm ermöglicht den Kollegiaten Forschungsaufenthalte bis zu 3 Monate 

entweder in einem deutschen Pharmaunternehmen oder an einer nordamerikanischen 

bzw. europäischen Forschungseinrichtung mit einem Graduiertenprogramm in 

Immunologie. Die Kosten für Reise und Unterbringung werden zum Teil durch die 

Reisemittel des Kollegs, das Heimatlabor oder durch andere Reisestipendien gedeckt. 

Wie bereits im Berichtsband erwähnt, haben in den ersten 18 Monaten nur drei der 

15 Kollegiaten von diesem Programm Gebrauch gemacht. Um den Stipendiaten die 

59 


Auswahl möglicher Labors zu erleichtern, soll mit Hilfe der Projektleiter noch innerhalb 

der 1. Antragsperiode das bereits vorhandene Netzwerk aus deutschen Firmen 

und Labors an nordamerikanischen Universitäten (siehe Anlage 4) ausgebaut und für 

die Kollegiaten interessante Kollegen im Vorfeld nach Erlangen eingeladen werden 

(siehe ‚Gastsprecherseminar’). Einerseits gibt dieses Trainee-Programm den Kollegiaten 

die Möglichkeit, Arbeitsstrukturen und Anforderungen an einen Wissenschaftler 

in einer Pharmafirma kennen zulernen und schon im Vorfeld Kontakte für zukünftige 

Bewerbungen zu knüpfen. Andererseits bietet es den Kollegiaten die Gelegenheit, ihre 

Englischkenntnisse zu verbessern, die Atmosphäre an einer amerikanischen Universität 

zu erleben und mögliche Kontakte für eine Postdoc-Stelle aufzubauen. 

‣ Kooperation mit dem Würzburger Graduiertenkolleg ‚ Immunomodulation’ 

Da die mit dem Würzburger Kolleg (Sprecher: Prof. Huenig) bisher durchgeführten 

Veranstaltungen (gemeinsames Berichtssymposium in englischer Sprache und gegenseitiger 

Dozentenaustausch) bei Kollegiaten und Projektleitern beider Kollegs 

mit großer Begeisterung aufgenommen wurde (siehe Berichtsband), wollen wir auch 

in der 2. Antragsperiode diese bisher sehr fruchtbare Kooperation aufrechterhalten 

und ausbauen. Dazu werden wir einmal im Jahr wie bisher ein gemeinsames Berichtssymposium 

im Schloss Zeitlitzheim durchführen, das im Wechsel entweder 

vom Würzburger bzw. Erlanger Kolleg organisiert wird, und den Dozentenaustausch 

fortführen. Weiterhin sind gemeinsame Workshops über ‚Konzepte in der 

Immunologie’ und ‚Gute wissenschaftliche Praxis’ geplant (siehe oben). Da das 

Würzburger eine unserem Kolleg sehr ähnliche Forschungsthematik bearbeitet, 

könnte diese bisher mehr auf die Ausbildung unserer Doktoranden beschränkte Zusammenarbeit 

der Beginn neuer wissenschaftlicher Kooperationen auf dem Gebiet 

der Lymphozytenbiologie der nur 1 Autostunde entfernten Universitäten sein. 

‣ Projekttag ‚Konzepte der Lymphozytenbiologie für Studenten im Grundstudium’ 

An einem Samstagnachmittag sollen unsere Kollegiaten innerhalb der Öffentlichkeitsarbeit 

ausgewählte Konzepte der Immunologie eingeladenen Biologie-, Medizin- 

und Molekularmedizinstudenten im Grundstudium in allgemeinverständlicher 

Sprache präsentieren. Da in keinem der Grundstudiengänge Immunologie als eigenständiges 

Fach gelehrt wird, bietet diese Veranstaltung die Möglichkeit, Interesse bei 

den Studenten für das Fach Immunologie schon vor Beginn des Hauptstudiums zu 

wecken und das Konzept eines Graduiertenkollegs schon am Anfang der Ausbildung 

zu vermitteln. Die Idee wurde von unseren Kollegiaten sehr positiv ausgenommen, 

und es ist geplant, solche eine Veranstaltung als Pilotprojekt bereits in der gegenwärtigen 

Antragsphase durchzuführen 

60 


‣ Vorlesungen und Seminare 

Es besteht bereits ein gutes Angebot an immunologischen Vorlesungen, Seminaren 

und Praktika an der Medizinischen und der Naturwissenschaftlichen Fakultät der 

FAU Erlangen-Nürnberg (siehe Berichtsband, Anlage 5). Kollegiaten ohne immunologische 

Grundkenntnisse müssen zu Beginn ihrer Kollegzugehörigkeit die Grundlagenvorlesung 

in Immunologie (3SWS) belegen. 

Einleitungsphase und Betreuung der Doktoranden 

Spätestens 2 Monate (für Medizinstudenten) bzw. 4 Monate (für naturwissenschaftliche 

Doktoranden) nach Aufnahme in das Kolleg verfasst der Kollegiat eine nicht mehr als 3 

Seiten umfassende Projektskizze und vertritt diese gegenüber seiner Betreuungskommission. 

Die Kommission wird auf Vorschlag des Kollegiaten gebildet und setzt sich 

aus dem direkten Betreuer (Mentor), dem offiziellen Erstgutachter und zwei weiteren 

Hochschullehrern (Tutoren) zusammen. Beide Tutoren müssen Mitglied des Kollegs 

sein, dürfen aber nicht aus der gleichen Einrichtung wie der Mentor kommen. Die Aufnahme 

weiterer Dozenten aus dem wissenschaftlichen Umfeld des Dissertationsthemas 

obliegt dem Ermessen des Kollegiaten. Die Betreuungskommission tritt zu Beginn und 

für naturwissenschaftliche Doktoranden einmal und für medizinische Doktoranden 

zweimal jährlich zusammen. Die Kommission evaluiert die Fortschrittsberichte des Kollegiaten, 

betreut und berät ihn in allen Fragen der Forschung und Ausbildung bis zum 

Abschluss der Dissertationsarbeit und spricht Empfehlungen über eine weitere Zugehörigkeit 

zum bzw. eine Weiterfinanzierung durch das Kolleg und die Benotung der Dissertationsarbeit 

aus. 

2.4 Bisherigen Bemühungen und Leistungen der am Antrag beteiligten 

Einrichtungen in der Graduiertenausbildung 

Die bisherigen Leistungen der Antragsteller in der Lehre und an der Ausbildung von 

Doktoranden sind in einem separaten Berichtsband zusammengefasst. Die bisherigen 

Erfahrungen der Antragsteller in der Ausbildung von Doktoranden sind in Anlage 5 

(„Abgeschlossene und laufende Promotionen“ mit Angaben zum Dissertationsthema, 

und Dauer der Promotion) zusammengefasst. 

61 


2.5 Erwarteter Ertrag des Graduiertenkollegs und Auswirkungen auf die 

Entwicklung der betroffenen Fachgebiete und den Studienverlauf 

Das Graduiertenkolleg soll zu einem Forum der fakultätsübergreifenden Ausbildung 

medizinischer und naturwissenschaftlicher Promovenden werden. Mit Einschluss von 

Studierenden bzw. Promovenden verschiedener naturwissenschaftlicher und medizinischer 

Studiengänge, einschließlich des neu etablierten Diplomstudienganges „Molekulare 

Medizin“, soll einer Spezialisierung der Kollegiaten vorgebeugt und eine Qualifizierung 

aller Teilnehmer am Graduiertenkolleg im Fach Immunologie ermöglicht werden. 

Durch die Möglichkeiten, sich einem breiten Fachpublikum zur Diskussion zu stellen, 

erhält der Kollegiat die Möglichkeit, verschiedene Sichtweisen kennen zulernen, 

fachübergreifende Qualitätsstandards wissenschaftlichen Arbeitens und Denkens zu erlernen 

und dadurch neue Aspekte in seine Arbeit einzubringen. Durch die Verbindung 

von medizinischen mit naturwissenschaftlichen Fragestellungen und Arbeitsweisen sollen 

die Kollegiaten Einblicke in das weite Feld der anwendungsbezogenen medizinischen 

Grundlagenforschung, speziell der Immunologie erhalten. 

Die Intensivierung der Betreuung, v.a. durch die jährlichen Berichtssymposien, Kontakte 

mit auswärtigen Kollegen und Kolleginnen, Etablierung von nicht nur auf dem Papier 

stehenden Betreuungskommissionen und Praxis-bezogene Seminare, stellt einen Mechanismus 

zur Straffung der Promotionszeiten, vorzugsweise bei naturwissenschaftlichen 

Promovenden dar. Aufgrund unseres intensiven Ausbildungs- und Lehrangebots 

erwarten die Projektleiter des GRK592, dass die Kollegiaten nach Verlassen des 

Graduiertenkollegs in der Lage sind, ein biologisches bzw. biomedizinisches Problem 

zu erkennen, eine Hypothese zu entwickeln, diese experimentell zu überprüfen und die 

erhaltenen experimentellen Ergebnisse kritisch unter Berücksichtigung publizierter Befunde 

zu interpretieren. Weiterhin wird erwartet, dass Absolventen des Kollegs in der 

Lage sind, ihre wissenschaftlich Befunde einem breiteren Fachpublikum verständlich in 

Wort und Schrift zu vermitteln. Schließlich soll die Attraktivität des Ausbildungs- und 

Lehrangebot des Kollegs den beteiligten Projektleitern ermöglichen, motivierte und talentierte 

Naturwissenschaftler und Mediziner zu gewinnen, diese zu guten Promotionen 

zu führen und somit ihre berufliche Perspektive zu verbessern. Durch den frühzeitigen 

Kontakt mit Unternehmen der pharmazeutischen Industrie wird das Ausbildungsangebot 

bereichert und Einblicke in den „Berufsalltag“ sowie die anwendungsbezogene Umsetzung 

wissenschaftlichen Arbeitens angeboten. 

Das gehobene Lehrangebot des Kollegs und die hohen Anforderungen der Projektleiter 

an wissenschaftliche Qualität hat und wird sich auch in Zukunft positiv auf das Verhältnis 

mit der Naturwissenschaftlichen Fakultät auswirken. So wurde beispielsweise vom 

Fachbeirat Biologie im Rahmen der Studienreform für das Fach Biologie empfohlen, 

62 


Immunologie offiziell als Wahlnebenfach in die Studienordnung aufzunehmen. Weiterhin 

wird im selben Gremium die Möglichkeit diskutiert, Professor aus der Medizinischen 

Fakultät einzuladen, assoziierte Mitglieder in die Naturwissenschaftliche Fakultät 

zu werden. Die mit der Naturwissenschaftlichen Fakultät assoziierten Kollegen aus der 

Medizinischen Fakultät könnten dann offiziell die Betreuung von Diplom- und Promotionsarbeiten 

im Fach Biologie übernehmen. 

Auch im Diplomstudiengang ‚Molekularmedizin’, der zum Wintersemester 1999/2000 

an der Medizinischen Fakultät der FAU Erlangen-Nürnberg eingerichtet wurde, hat sich 

Immunologie mit 3 Pflichtvorlesungsstunden und der Möglichkeit dieses Fach als 

Haupt- bzw. Nebenfach zu wählen bereits fest verankert. Qualifizierte Studenten des 

Studiengangs „Molekulare Medizin“ sollen ebenfalls für das Graduiertenkolleg gewonnen 

werden. Da der 1. Jahrgang zur Zeit das 5. Semester absolviert, kann im Sommer 

2004 mit den ersten Doktoranden gerechnet werden. Durch das Einbinden mehrerer Antragsteller 

in die Lehre innerhalb des Diplomstudienganges ‚Molekularmedizin’ kann 

auch schon im Vorfeld die Attraktivität des Kollegs vermittelt und das Fach Immunologie 

adäquat in der Lehre vertreten werden. 

Erfreulicherweise haben Konzepte unserer Doktorandenausbildung unseres Kollegs 

auch Eingang in andere Erlanger Forschungsverbünde gefunden. So hat das Erlanger 

Graduiertenkolleg ‚Vaskuläre Schäden am Herz und Niere: Pathogenese und Diagnostik’ 

(Sprecher: Prof. Eschenhagen), das erst kürzlich seine Arbeit aufgenommen hat, 

fast alle Punkte unseres Ausbildungsprogramms identisch übernommen. Weiterhin hat 

die Strategiekommission des IZKF unter Vorsitz von Dr. Körner, einem Mitglied des 

GRK592, analog unserem Kolleg ein Programm entwickelt, um motivierte Doktoranden 

für die Arbeit im IZKF zu gewinnen und deren Ausbildung und Forschungsinteressen 

zu koordinieren. Um die Energie beider Programme in der Doktorandenausbildung zu 

bündeln, ist als Beginn eine gemeinsame Veranstaltung nach dem Vorbild unserer Berichtssymposien 

vorgesehen. 

Zusammenfassend kann man sagen, dass die Konzepte unserer Doktorandenausbildung 

bereits Eingang in andere Erlanger Forschungsverbünde gefunden haben und in Zukunft 

hoffentlich auch über die Grenzen Erlangens hinaus finden werden. Ein erster Schritt in 

dieser Richtung wurde bereits in der 1. Antragsperiode durch die Etablierung enger 

Kontakte mit dem Würzburger Graduiertenkolleg 520 (Sprecher: Prof. T. Huenig) gemacht. 

Ein weiteres Ziel des Kollegs ist, die an Lymphozyten arbeitenden Gruppen an der Universität 

Erlangen enger zusammenzuführen, mit dem Ziel, dass die enge und intensive 

Zusammenarbeit der Projektleiter auf der Ebene der Doktorandenausbildung eine kritische 

Masse von Kollegen zusammenbringt, die in der näheren Zukunft eine SFB- 

63 


Initiative mit einem Thema aus dem Gebiet der Lymphozytenbiologie etablieren könnte. 

Auch hier wurde bereits ein erster Schritt durch die Etablierungen einer Forschergruppe 

mit dem Thema ‚Biologie und Pathologie B-lymphoider Zellen’ getan. An dieser Initiative 

sind 5 Projektleiter des Graduiertenkollegs (Fey, Jäck, Winkler, Burkhardt, Körner) 

an 7 der 8 Projekte als Antragsteller beteiligt. 

3. Strukturelle und organisatorische Voraussetzungen des Graduiertenkollegs 

3.1 Stellung des Graduiertenkollegs zu den anderen wissenschaftlichen 

Einrichtungen 

Die Universität Erlangen-Nürnberg verfolgt das Ziel, die medizinisch-biologische 

Grundlagenforschung und Immunologie als bedeutsamen wissenschaftlichen Schwerpunkt 

zu fördern. Als Ausdruck dieser Aktivitäten kann die fächer- und fakultätsübergreifende 

Bearbeitung medizinisch-biologischer Fragestellungen in sechs Sonderforschungsbereichen, 

der Etablierung des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung 

(IZKF) und ein durch das BMBF geförderter Forschungsverbund mit dem Titel 

"Analysis of tumor biology and clinical behavior of colorectal cancer by functional genomics" 

im Rahmen des Nationalen Genomforschungsnetzwerks (Sprecher: Prof. J. 

Behrens) angesehen werden. Weiterhin wurden zur Ausbildungsförderung drei Graduiertenkollegs 

in enger Anlehnung an die Thematik der korrespondierenden SFBs etabliert. 

In der Mehrzahl dieser Einrichtungen zur Forschungs- und Ausbildungsförderung 

werden immunologische Fragestellungen bearbeitet. Hier sind neben unserem Kolleg 

insbesondere der SFB 263 „Immunologische Mechanismen bei Infektion, Entzündung 

und Autoimmunität“ (Sprecher: Prof. M. Röllinghoff), der SFB 466 „Lymphoproliferation 

und virale Immundefizienz" (Sprecher: Prof. B. Fleckenstein), der SFB 473 

„Schaltvorgänge der Transkription" (Sprecher: Prof. W. Hillen) und der SFB 423 „Nierenschäden: 

Pathogenese und regenerative Mechanismen" (Sprecher: Prof. R. Schmieder) 

zu nennen. Innerhalb des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung mit 

dem Leitthema „Genese, Diagnostik und Therapie von Entzündungsprozessen“ (Sprecher: 

Prof. J. Kalden) werden ebenfalls überwiegend immunologische Fragestellungen 

bearbeitet, die auch in Projekten des beantragten Graduiertenkollegs behandelt werden. 

Schließlich sind noch zwei immunologisch orientierte DFG-Forschungsinitiativen, die 

beide zur Zeit durch das DFG-Gutachterverfahren laufen, zu erwähnen. Die SFB- 

Initiative ‚Immunintervention’ (Sprecher: Prof. G. Schuler), an der auch Projektleiter 

des Kollegs beteiligt sind (Pahl, Burkhardt, Voll, Schulze-Koops, Gessner, Steinkasse- 

64 


er, Lutz, Funk) beschäftigt sich mit der Entwicklung von Strategien zur Beeinflussung 

der Immunität gegen Erreger, Tumore, Allergene und Selbstantigene. Die DFG- 

Forschergruppeninitiative ‚Biologie und Pathologie B-lymphoider Zellen’ (Sprecher: 

Profs. Fey und Jäck) konzentriert sich auf die Erforschung grundlegender biologischer 

Prozesse der B-Zell-Biologie und der Pathogenese autoimmuner und leukämischer B- 

Zellen. Wie bereits erwähnt, wird die Forscherinitiative hauptsächlich von Projektleitern 

des GRK getragen. 

Das Graduiertenkolleg 592 integriert somit die Ausbildung der Doktoranden auf dem 

Gebiet der Immunologie, da Hochschullehrer und Projektleiter unseres Graduiertenkollegs 

mit Forschungsprojekten in diesen etablierten immunologisch orientierten Forschungsverbünden 

vertreten sind. Somit ist das GRK592 interdisziplinär und fakultätsübergreifend 

angelegt, da sowohl die Naturwissenschaftliche Fakultät II als auch die 

Medizinische Fakultät unter Beteiligung klinisch-theoretischer Institute und Einrichtungen 

des Universitätsklinikums am Kolleg beteiligt sind. Hierdurch wird die Zusammenarbeit 

immunologischer Arbeitsgruppen an der Universität verstärkt. 

Mit dem Bezug des Nikolaus-Fiebiger-Zentrums für Molekulare Medizin im Januar 

2000 durch einige am Kolleg beteiligte Gruppen (Jäck, Winkler, Körner) sind auch 

in infrastruktureller Hinsicht einzelne Forschungsaktivitäten näher zusammengerückt. 

Mit der Fertigstellung des Franz-Penzoldt-Zentrums im Jahre 2004 werden auch in absehbarer 

Zeit hinreichende tierexperimentelle Möglichkeiten an der medizinischen Fakultät 

geschaffen werden. 

3.2 Kompatibilität Graduiertenkollegs mit bestehenden Studienstrukturen 

und Prüfungsordnungen. 

Das Graduiertenkolleg 592 wird hauptsächlich die Erlanger Studiengänge für Humanmedizin 

und Biologie sowie den im Wintersemester 1999/2000 angelaufenen Diplomstudiengang 

für Molekulare Medizin bereichern. Es gelten die entsprechenden Promotionsprüfungsordnungen. 

Die Gewährleistung erfolgt durch die Betreuung durch Fakultätsmitglieder 

der genannten Studiengänge. Hierbei ist für Naturwissenschaftler die 

Promotion zum Dr. rer. nat. und für Studierende der Medizin der Dr. med. vorgesehen. 

Die Promotion im Studiengang der Molekularen Medizin bedarf noch der Festlegung in 

einer entsprechenden Promotionsordnung der Medizinischen bzw. Naturwissenschaftlichen 

Fakultät. 

65 


3.3 Zugangsvoraussetzungen 

Bewerbung 

Wie in der ersten Förderperiode richtet sich das Graduiertenkolleg wieder an Naturwissenschaftler 

mit einem abgeschlossenen Hochschulstudium und an Medizinstudenten 

nach dem Physikum. Bewerbungen durch Absolventen anderer Universitäten sowie aus 

dem Ausland werden ebenfalls berücksichtigt. Interessierte Kandidaten können sich 

schon im Vorfeld der Bewerbung über die Internetseite des Kollegs 

(www.lymphozyten.de) und die Kollegbroschüre (siehe Kapitel „Rekrutierungsstrategien“) 

mit dem Themenkreis des Kollegs vertraut machen und die mit dem 

Kolleg assoziierten Arbeitsgruppen, an denen Interesse besteht, kontaktieren. Die Bewerbung 

mit den entsprechenden Unterlagen (siehe www.lymphozyten.de) wird an den 

Sprecher gerichtet. 

Aufnahmekriterien und Zulassung 

Über die Zulassung entscheidet die Kollegkommission, die aus dem Sprecher, vier durch 

die Projektleiterversammlung gewählte Projektleitern und zwei von den Kollegiaten gewählte 

Doktoranden besteht. Nach den bisherigen Erfahrungen der Kollegkommission 

haben sich bei der Auswahl geeigneter Kandidaten Beurteilungskriterien wie Noten im 

Diplom, Staatsexamen oder Physikum, Empfehlungsschreiben, der persönliche Eindruck, 

den die Kommission während eines Gesprächs mit dem Bewerber erhält, sowie 

die Bereitschaft und Motivation, sich intensiv mit einem Forschungsthema auseinanderzusetzen, 

als sehr nützlich erwiesen. Um eine adäquate Dissertationsleistung erbringen 

zu können, sollten Medizinstudenten bereit sein, mindestens ein Jahr in ihre praktische 

Arbeit zu investieren. 

Die Aufnahme und Förderung erfolgen zunächst für ein Jahr. Über eine Weiterförderung 

entscheidet wie bisher die Kollegkommission. Dabei werden die Leistungen und 

die Beteiligung der Kollegiaten an Aktivitäten des Kollegs sowie das Votum der 

Betreuungskommission berücksichtigt. Naturwissenschaftliche Doktoranden werden im 

Normalfall für zwei und medizinische Doktoranden für ein Jahr finanziert. Eine Verlängerung 

um ein weiteres Jahr ist möglich. Die Entscheidung darüber unterliegt der Kollegkommission. 

Rekrutierungsstrategien 

Das wichtigste Werkzeug zur Rekrutierung neuer Stipendiaten wird unsere Kolleg- 

Internetseite sein, die alle Kolleg-relevanten Informationen bereits in deutscher Sprache 

enthält (www.lymphozyten.de). Informationen bzg. der Bewerbung und Forschungsaktivitäten 

sollen bis zum Beginn der 2. Förderperiode in englischer Sprache ergänzt werden. 

Weiterhin soll mit Hilfe der derzeitigen Kollegiaten eine ansprechende Informati- 

66 


onsbroschüre in englischer und deutscher Sprache erstellt und per e-Mail an inländische 

und ausländische Forschungseinrichtungen (präferentiell im Ostblock) versandt werden. 

Wie in der 1. Förderperiode bereits erfolgreich praktiziert, soll im Rahmen von Immunologievorlesungen 

für Biologen und Molekularmediziner (siehe Bericht, Anlage 5) 

und, nach Absprache mit den entsprechenden Dozenten, im Rahmen der vorklinischen 

Ausbildung für Medizinstudenten auf das Kolleg hingewiesen werden. Diese Strategie 

hat sich bereist beim Anwerben von Medizinstudenten im 4. Semester innerhalb des 

Biochemieseminars (Leiter: Prof. Becker) ausgezeichnet bewährt. Auf teure Anzeigen in 

überregionalen Tageszeitung und wissenschaftlichen Journalen wird verzichtet, da dies 

innerhalb der 1. Antragsperiode zu keinem Erfolg führte. 

3.4 Erfolgskontrolle - Art der Abschlussprüfung 

Der wissenschaftliche Erfolg und die Straffung der Graduiertenausbildung wird wie in 

der 1. Antragsperiode durch jährliche Arbeitsberichte, formelle Präsentationen der Kollegiaten 

während der 2x jährlich stattfindenden Berichtssymposien und die Einbindung 

zweier Projektleiter in die Betreuungskommission sichergestellt. Dadurch soll ein reibungsloser 

und gestraffter Ablauf des Promotionsvorhabens des Kollegiaten garantiert 

und mögliche Fehlentwicklungen rechtzeitig aufgezeigt und gegebenenfalls korrigiert 

werden. 

Abschlussprüfungen 

Für Naturwissenschaftler ist die Promotion zum Dr. rer. nat. und für Studierende der 

Medizin der Dr. med. vorgesehen. Es gelten die entsprechenden Prüfungsordnungen. 

Eine zusätzliche Prüfung durch das Kolleg ist nicht vorgesehen. Jeder Kollegiat erhält 

nach Abschluss der Dissertationsarbeit, nach Vorlage des Nachweises der Teilnahme an 

Pflichtveranstaltungen und beim Vorliegen eines positiven Votums der Betreuungskommission 

eine Kollegurkunde, die das Dissertationsthema, die Namen der Betreuer 

und alle erbrachten Leistungen des Promovenden während seiner Zugehörigkeit zum 

Kolleg auflistet. 

3.5 Grundausstattung 

Jede der Arbeitsgruppen, die einen Promotionsplatz für Stipendiaten anbietet, hat neben 

dem Gruppenleiter noch mindestens eine Position für eine(n) technische(n) Assistenten/in 

und einen Promovenden. Die genaue personelle Zusammensetzung der am Kolleg 

teilnehmenden Gruppen ist in Anlage 3 aufgelistet. Die räumliche und apparative Aus- 

67 


stattung der beteiligten Einrichtungen und Forschungsgruppen kann überwiegend als gut 

bis sehr gut bezeichnet werden, unter anderem auch durch die Einbindung in zahlreiche 

Drittmittelprojekte. Die einzelnen Arbeitsgruppen haben durch ihre Institute oder Abteilungen 

Zugang zu einer sehr guten Infrastruktur an Großgeräten und Kleincomputern 

sowie zu e-Mail und Internet. Der Lehrstuhl für Genetik (Vorstand: Prof. G. Fey) am Institut 

für Mikrobiologie, Biochemie und Genetik der Naturwissenschaftlichen Fakultät II 

ist in einem modernen Neubau des Biologikums untergebracht, verfügt entsprechend 

über eine moderne Grundausstattung und wird voraussichtlich im Herbst 2003 ein 

hochmodernes Tierlabor mit zusätzlichen Labors für drei weitere Arbeitsgruppen beziehen. 

Damit verbunden ist auch die Rekrutierung neuer Assistenten mit Arbeitsgruppen 

auf dem Gebiet der B-Zell-Immunologie. Die Institute für Klinische Mikrobiologie, 

Immunologie und Hygiene (Direktor: Prof. M. Röllinghoff) und Pathologie (Direktor: 

Prof. H. Kirchner) an der Medizinischen Fakultät verfügen über grundlegend renovierte 

Altbauten mit entsprechender Anpassung der Grundausstattung. Das Institut für Klinische 

Immunologie der Medizinischen Klinik III (Direktor und Vorstand: Prof. J. Kalden) 

ist in einem modernen Gebäude untergebracht, der aktuell um ein weiteres Bauelement 

erweitert wurde. Das Institut für Klinische Pharmakologie und Toxikologie (Direktor: 

Prof. K. Brune) bezog im April 1999 einen Neubau mit entsprechendem modernen 

Standard. Auch an der Dermatologischen Klinik mit Poliklinik (Vorstand: Prof. G. 

Schuler) wurden neue Laboratorien für Grundlagen-orientierte Forschung innerhalb der 

letzten Jahre geschaffen. Die Abteilung für Molekulare Immunologie an der Medizinischen 

Klinik III (Leiter: Prof. H.-M. Jäck) bezog im Januar 2000 ein großzügig ausgestattetes 

Laboratorium in neu eröffneten Nikolaus-Fiebiger-Zentrum für Molekulare Medizin 

beziehen. Das Nikolaus-Fiebiger-Zentrum bietet exzellente Arbeitsbedingungen in 

allen Bereichen der Proteinbiochemie, der Zellbiologie und Molekularbiologie. Aufgrund 

seiner zentralen Lage, seinen hervorragend ausgestatteten Seminarräumen und der 

Beherbergung des Graduiertensekretariats durch die Abteilung für Molekulare Immunologie 

(Prof. Jäck) soll das Nikolaus-Fiebiger-Zentrum wie bisher die „Schaltzentrale“ 

und der Aktivitätsmittelpunkt des Graduiertenkollegs bleiben. 

3.6 Sonstige Voraussetzungen 

Im Einzelnen sind der Lehrstuhl für Genetik (Prof. G. Fey) der Naturwissenschaftlichen 

Fakultät II und die Lehrstühle für Klinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene 

(Prof. M. Röllinghoff), für Pharmakologie und Toxikologie (Prof. K. Brune), für Pathologie 

(Prof. H. Kirchner), für Innere Medizin III (Prof. J. R. Kalden), einschließlich der 

Abteilung für Molekulare Immunologie (Prof. H.-M. Jäck), und für Dermatologie (Prof. 

G. Schuler) beteiligt. Die Leiter dieser Einrichtungen unterstützen den Antrag auf eine 

68 


Weiterführung des Graduiertenkollegs 592 und stellen die Infrastruktur ihrer Institutionen 

(Labor, Seminare, Bibliotheken, Computereinrichtungen) allen beteiligten Stipendiaten 

und Kollegiaten uneingeschränkt zur Verfügung. 

4. Beantragte Mittel 

4.1 Doktorandenstipendien 

Für die zweite Förderperiode werden 15 Stipendien mit einer Laufzeit von 36 Monate 

beantragt. 

4.2 Postdoktorandenstipendien 

keine 

4.3 Qualifizierungsstipendien 

keine 

4.4 Mittel für Gastwissenschaftler/innen 

Pro Jahr sollen voraussichtlich 12 auswärtige Gastwissenschaftler entweder im Rahmen 

des Nikolaus-Fiebiger-Seminars (siehe Bericht, Anlage 9), des SFB466-Seminars 

(siehe Bericht, Anlage 9), den jährlich stattfindenden Berichtssymposien oder des 

Workshops „Konzepte der Lymphozytenbiologie“ eingeladen werden. Die Dauer des 

Aufenthaltes auswärtiger Gastwissenschaftler beträgt in der Regel ein Tag mit einer Ü- 

bernachtung. Es werden deshalb für die Einladung von Gastwissenschaftlern pro Jahr € 

6.000.- beantragt. Wir möchten hier nochmals darauf hinweisen, dass die Beteiligung 

auswärtiger Gastwissenschaftler ein wichtiger Kernpunkt der 1. Förderperiode war und 

auch in der 2. Periode wieder sein soll. 

4.5 Sonstige Kosten 

Für jeden Stipendiaten werden € 1.000,- an Reisemittel pauschal beantragt. Die Höhe 

der Reisemittel ergibt sich aus der Etablierung eines Trainee-Programms präferentiell 

an einer Institution außerhalb der Bundesrepublik Deutschland. 

69 


Als Beitrag für den Ersatz von Materialverbrauch in den Laboratorien werden € 

4.000,- pro Stipendiat pro Jahr erbeten. Dabei gehen die Antragsteller davon aus, dass 

2/3 der tatsächlich anfallenden Kosten aus Grundausstattung und Drittmitteln gedeckt 

werden. Dieser Satz basiert auf der Berücksichtigung der hohen Kosten (ca. €12.500.- 

pro Doktorand pro Jahr) in diesem Verbrauchsmittelintensiven experimentellen Forschungsgebiet. 

Der Finanzbedarf für das jährliche Berichtssymposium wird auf Grund 

bisheriger Erfahrung auf € 3.000 geschätzt. Dies beinhaltet die Verpflegung und zwei 

Übernachtungen in einer preiswerten Pension für alle Symposiumsteilnehmer sowie die 

Fahrtkosten für die Kollegiaten. Zusätzlich werden € 3.000 für die jährlich stattfindende 

gemeinsame Tagung mit dem Graduiertenkolleg 590 ‚Immunmodulation’ in Würzburg 

beantragt. Mittel zur Bezahlung an Dritte für die Abhaltung von Kommunikations-, 

Rhetorik- und Ethik-Kursen sowie die Erneuerung unserer Internetseite werden in Höhe 

von € 8.000 sowie zur Durchführung von zwei kleineren Workshops in Höhe von € 

1.000.- werden beantragt. Für Rekrutierungsmaßnahmen (Kosten für Ausschreibungen, 

Anfertigung der Antrags- und Berichtsbände, eines Kollegplakates und einer -broschüre 

sowie für Reisekosten auswärtiger Bewerber) werden pauschal € 2.000 beantragt. 

Zur Finanzierung der sachgerechten administrativen Abwicklung der Belange des 

Graduiertenkollegs werden € 15.000 Jahr an Koordinationsmitteln beantragt. Diese 

werden je nach Bedarf zur Finanzierung einer Schreibkraft bzw. einer teilzeitbeschäftigten 

wissenschaftlichen Assistentin, die sowohl für die Aktualisierung unserer 

Internetseiten als auch für die Organisation von Tagungen, Workshops und Seminaren 

verantwortlich sein wird. Frau Lisa Lang, Sekretariat Prof. Jäck, und die wissenschaftliche 

Assistentin, Frau Andrea Krapf, haben sich in diesen Positionen bereits während 

der ersten Antragsperiode hervorragend bewährt und stehen uns im Falle einer Weiterförderung 

für diese Aufgaben weiter zur Verfügung. 

Damit ergibt sich pro Jahr ein Mittelbedarf für das gesamte Graduiertenkolleg von: 

Gastwissenschaftler (12 x €500) € 6.000.- 

Verbrauchsmittel (15 x €4.000) € 60.000.- 

Reisemittel für Stipendiaten (15 x €1.000) € 15.000.- 

Berichtssymposien (2 x €3.000) € 6.000.- 

Aufträge an Dritte : € 8.000.- 

Durchführung von 2 Workshops € 1.000.- 

Rekrutierungsmaßnahmen € 2.000.- 

Zwischensumme € 98.000.- 

Koordinationskosten € 15.339.- 

Gesamt € 113.339.- 

70 


5. Erklärungen 

5.1 Erklärungen der Sprecher der SFBs zur Koordination 

Prof. M. Röllinghoff, der Sprecher des SFB 263 "Immunologische Mechanismen bei 

Infektion, Entzündung und Autoimmunität", Prof. B. Fleckenstein, der Sprecher des 

SFB 466 "Lymphoproliferation und Virale Immundefizienz" und Prof. J. Kalden, der 

Sprecher des Interdisziplinären Zentrums für Klinische Forschung (IZKF), befürworten 

und unterstützen die Weiterförderung des Graduiertenkollegs 592, da es eine notwendige 

Ergänzung und Bereicherung auf dem Gebiet der immunologischen Forschung und 

Lehre an der Universität Erlangen-Nürnberg darstellt. 

5.2 Erklärung über anderweitige Drittmittelanträge 

Ein Antrag auf Finanzierung dieses Graduiertenkollegs wurde bei keiner anderen Stelle 

eingereicht. Sollte ein solcher Antrag gestellt werden, wird die Deutsche Forschungsgemeinschaft 

unverzüglich benachrichtigt. 

5.3 Unterrichtung des DFG-Vertrauensdozenten an der Universität 

Erlangen-Nürnberg 

Der Vertrauensdozent der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Herr Prof. Dr. H. H. 

Munske (Lange Zeile 129a, 91054 Erlangen), wurde über den Antrag schriftlich unterrichtet. 

71 


6. Unterschriften/Datum 

Erlangen, 22. Januar 2002 

für die Antragsteller 

Prof. Dr. rer. nat. H.-M. Jäck 

Sprecher des Graduiertenkollegs 

72 


7. Verzeichnis der Anlagen 

Anlage 1: Publikationen der Antragsteller (1998 – 2001) 

Anlage 2: 

Drittmittel-geförderte Projekte der Antragsteller 

Anlage 3: 

Struktur der am Kolleg beteiligten Arbeitsgruppen 

Anlage 4: 

Repräsentative Beispiele auswärtiger Einrichtungen, die sich am 

Trainee-Programm beteiligen 

Anlage 5: 

Abgeschlossene und laufende Promotionsvorhaben in den Arbeitsgruppen 

der Antragsteller 

73

Graduiertenkolleg 592 Lymphozyten - DFG-Graduiertenkolleg 1660

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?