1. T cell development in the human thymus
- Author
-
Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliinisteoreettinen laitos, Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, Haartman institutet, University of Helsinki, Faculty of Medicine, Haartman Institute, The Department of Bacteriology and Immunology and the Research Programs Unit, Immunobiology Research Program, Tuulasvaara, Anni, Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, kliinisteoreettinen laitos, Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, Haartman institutet, University of Helsinki, Faculty of Medicine, Haartman Institute, The Department of Bacteriology and Immunology and the Research Programs Unit, Immunobiology Research Program, and Tuulasvaara, Anni
- Abstract
The immune system should react effectively towards harmful pathogens but tolerate own tissues. The tolerance comprises central and peripheral tolerance. Negative selection, where cells reacting harmfully towards own tissues are eliminated, is part of central tolerance. One part of peripheral tolerance is the regulatory T cell population. Errors in tolerance cause autoimmune diseases, an example of which is APECED, autoimmune polyendocrinopathy-candidiasis-ectodermal dystrophy. The basis of tolerance is the development of T lymphocytes in the thymus. During this process most of the developing thymocytes die. To survive, thymocytes have to recognize peptides presented in the major histocompatibility complex (MHC) with proper affinity with their αβ T cell receptor (TCR). TCRs have a huge variation in sequence in their complementarity determining region 3 (CDR3), due to somatic recombination and additional editing. In this thesis I have studied this development of T cells in the human thymus, and then more specifically the regulatory CD4+ FOXP3+ T cell population. The effect of positive and negative selection on the TCR repertoire of developing thymocytes was analyzed. Very few shared sequences were found between different populations, showing the huge diversity of the TCR repertoire. In physicochemical analysis the basic TCR structure remained the same from already the most immature population before selections. A reduction in the average CDR3 length was seen between the CD4+CD8+ double-positive (DP) and CD4+ populations, probably reflecting the effect of thymic selections. To study thymic selection in APECED patients, the observed reduction in the length of CDR3 was used as an indicator of selection. The average CDR3 length of the peripheral CD4+ and CD8+ T cell populations of APECED patients was compared with healthy controls. No significant differences in CDR3 lengths between the patients and healthy controls were found, not even in the CD8+RA+ population that is ab, Immuunijärjestelmän täytyy reagoida tehokkaasti haitallisia taudinaiheuttajia vastaan, mutta sietää omia kudoksia. Toleranssiin kuuluu sentraalinen ja perifeerinen toleranssi. Negatiivinen selektio, jossa omia kudoksia kohtaan haitallisesti reagoivat solut poistetaan, on osa sentraalista toleranssia, ja säätelijä-T-solupopulaatio on osa perifeeristä toleranssia. Toleranssin häiriöt voivat aiheuttaa autoimmuunisairauksia, joista yksi esimerkki on APECED, autoimmuunipolyendokrinopatia-kandidiaasi-ektodermidystrofia. Toleranssin perusta on T-solujen kehitys kateenkorvassa. Kehityksen aikana suurin osa kehittyvistä tymosyyteistä kuolee. Selviytyäkseen tymosyyttien täytyy tunnistaa α- ja β-ketjuista muodostuneen T-solureseptorinsa avulla MHC (major histocompatibility complex)-molekyyliin sitoutuneita peptidejä sopivalla affiniteetilla. T-solureseptorisekvensseissä on erittäin suuri variaatio CDR3 (complementarity determining region 3)-alueella somaattisen rekombinaation ja nukleotidimuokkauksen takia. Väitöskirjassani tutkin T-solujen kehitystä ihmisen kateenkorvassa ja näistä erityisesti CD4+ FOXP3+ säätelijä-T-solujen populaatiota. Eri kehitysvaiheissa olevat solut eristettiin ja kateenkorvan positiivisen ja negatiivisen selektion vaikutus T-solureseptorirepertuaarin analysoitiin. Eri solupopulaatioilla oli hyvin vähän yhteisiä sekvenssejä, mikä kuvaa T-solureseptorirepertuaarin suurta monimuotoisuutta. Fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien osalta T-solureseptorin rakenne oli hyvin samankaltainen jo epäkypsimmässä, ennen selektioita olevassa solupopulaatiossa. CDR3-alueen keskipituudessa tapahtui lyhenemistä CD4+CD8+ solujen ja CD4+ solujen välillä, todennäköisesti selektioiden vaikutuksesta. Havaittua CDR3-pituuden lyhenemistä käytettiin selektioiden tutkimiseen APECED-potilaissa. Potilassolujen CDR3-pituuksia perifeerisissä T-solupopulaatioissa verrattiin terveiden verrokkien solujen CDR3-pituuksiin. CDR3-pituuksissa potilaiden ja verrokeiden välillä ei havait
- Published
- 2017