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Phänotypische und funktionelle Untersuchung der Expression und Funktion des Mannoserezeptors auf Langerhans-Zellen und auf Inflammatorischen Dendritischen Epidermalen Zellen (IDEC) sowie auf Monozyten und auf in vitro generierten dendritischen Zellen
Vor einigen Jahren wurde in der entzündlichen Haut neben den Langerhans-Zellen
die Existenz einer weiteren Art dendritischer Zellen, der sogenannten
Inflammatorischen Dendritischen Epidermalen Zellen (IDEC) herausgearbeitet. Über
Herkunft, Verwandtschaft zu anderen Zellarten und Funktion der IDEC ist bislang
wenig bekannt.
Um die Abstammung der IDEC zu erforschen und ihre Rolle in der entzündlichen
Haut neben jener der Langerhans-Zellen besser zu verstehen, sollte der
Mannoserezeptor auf diesen beiden dendritischen Zellen in der Haut gesucht und die
ihnen zur Verfügung stehenden Endozytose-Mechanismen ermittelt werden. In
gesonderten Experimenten sollte die Phagozytosefähigkeit der Langerhans-Zellen
und der IDEC geprüft werden. Als Kontrollzellen dienten Monozyten und MoDC´s,
von welchen bereits Daten bekannt sind.
Es wurden APAAP-Färbungen an histologischen Schnitten gesunder und
entzündlicher Haut unter Verwendung des spezifischen Antikörpers D547 zur
Identifizierung des Mannoserezeptors auf den Langerhans-Zellen und den IDEC
vorgenommen. In der durchflußzytometrischen Immunphänotypisierung wurden die
jeweiligen Zellen mit dem rezeptorspezifischen Antikörper D547 gefärbt. In
durchflußzytometrischen Versuchen wurde die Pinozytose mittels Lucifer Yellow
nachgewiesen. Zur Untersuchung der Rezeptor-vermittelten Endozytose wurden die
Zellen mit Dextran-FITC inkubiert. Durch Hemmung der Rezeptor-vermittelten
Endozytose mittels Mannan wurde die Rezeptor-vermittelte Endozytose von der
Pinozytose abgegrenzt. Die Phagozytose der Zellen wurde unter Verwendung von
opsonisierten E.coli untersucht.
Durch die immunhistologische Färbung und die Phänotypisierung jeweils mit dem
Antikörper D547 konnte gezeigt werden, daß sich der Mannoserezeptor nicht auf den
Langerhans-Zellen der normalen und der entzündlichen Haut befindet und nur auf
den IDEC nachgewiesen werden kann. Er war in der Phänotypisierung der
Monozyten nicht, auf den MoDC´s dagegen deutlich zur Darstellung zu bringen.
Die Pinozytose konnte bei allen Zelltypen dargestellt werden. Weiterhin konnte unter
Verwendung von Dextran-FITC und Hemmung des Mannoserezeptors durch Mannan
gezeigt werden, daß Monozyten keine, MoDC´s dagegen eine deutliche Rezeptorvermittelte
Endozytose aufweisen. Langerhans-Zellen besitzen die Fähigkeit zur Rezeptor-vermittelten Endozytose nicht, MoDC´s hingegen nehmen mannosylierte
Antigene rezeptorgebunden in sich auf. Die Ergebnisse ergeben mit denjenigen der
Phänotypisierung ein Konzept, welches sagt, daß Langerhans-Zellen keinen
Mannoserezeptor tragen, IDEC jedoch ebenso wie die MoDC´s den Rezeptor auf
ihrer Zelloberfläche exprimieren und ihn zur Endozytose benutzen.
Ferner konnte gezeigt werden, daß Blutmonozyten opsonisierte E.coli phagozytieren.
MoDC´s nahmen keine E.coli in sich auf. Ebenso konnte gezeigt werden, daß
Langerhans-Zellen aus normaler und entzündlicher Haut keine Phagozytose-Aktivität
entfalten. Auch IDEC phagozytierten E.coli nicht.
Langerhans-Zellen und IDEC konnten weiter voneinander abgegrenzt werden. Die
Expression des Mannoserezeptors auf den IDEC und ihre Präsenz ausschließlich in
entzündlichen Hautläsionen läßt vermuten, daß sie den in der Antigenpräsentation
äußerst effizienten unreifen dendritischen Zellen zuzuordnen sind und ihnen eine
Rolle in der Genese des atopischen Ekzems und in der Abwehr pathogener
Organismen von entzündeter Haut zukommt. Die Ähnlichkeit der IDEC mit den
MoDC´s nicht nur in der Rezeptor-vermittelten Endozytose legt die Abstammung
dieser Zellen von Blutmonozyten und die Verwandtschaft mit MoDC´s und nicht mit
den Langerhans-Zellen nahe. Die Expression des Mannoserezeptors und die
Phagozytose-Fähigkeit der Zellen erwiesen sich als voneinander unabhängig. Dies
erscheint wesentlich, da eine Funktion des Mannoserezeptors bei der Phagozytose
bekannt ist
Expression and Function of the Mannose Receptor CD206 on Epidermal Dendritic Cells in Inflammatory Skin Diseases
The capability to take up mannosylated protein antigens is important for the biologic function of dendritic cells, as many glycoproteins derived from bacteria and fungi, e.g., Malassezia furfur, are mannosylated. The expression of the mannose receptor CD206 has been regarded a differentiation hallmark of immature dendritic cells, whereas monocytes and mature dendritic cells as well as epidermal Langerhans cells do not express CD206. This study describes some epidermal dendritic cells that may express CD206 under inflammatory skin conditions: Immunohistochemical and flow cytometric analysis with the CD206-specific D547 antibody confirmed that Langerhans cells from normal human skin do not express CD206. Epidermal cell suspensions from atopic dermatitis and psoriasis revealed two distinct subsets of epidermal dendritic cells: a CD1a+++/CD206– cell population (i.e., Langerhans cells) and a CD1a+/CD206++ cell population, corresponding to the previously described inflammatory dendritic epidermal cells. CD206-mediated endocytosis, assessed by dextran-fluorescein isothiocyanate uptake, was demonstrated in inflammatory dendritic epidermal cells but not in Langerhans cells. CD206-independent uptake of the fluorescent dye Lucifer yellow, a pinocytosis marker, was demonstrated in both Langerhans cells and inflammatory dendritic epidermal cells. Electron microscopic examination, known to distinguish Langerhans cells from inflammatory dendritic epidermal cells by their Birbeck granules, revealed Langerhans cells with Birbeck granules and inflammatory dendritic epidermal cells without Birbeck granules. Inflammatory dendritic epidermal cells exhibited numerous coated pits and vesicles, the latter fusing with large endosome-like structures, thus suggesting a high endocytotic activity. Immunogold staining with D547 monoclonal antibody confirmed that inflammatory dendritic epidermal cells were positive for CD206. In conclusion, inflammatory dendritic epidermal cells but not Langerhans cells are expressing CD206 in situ and use it for receptor-mediated endocytosis