generation and characterization of immunoglobulin transgenic mice
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Diss. ETHNo.: 11832 GENERATION AND CHARACTERIZATION OF IMMUNOGLOBULIN TRANSGENIC MICE EXPRESSING LYMPHOCYTIC CHORIOMENINGITIS VIRUS NEUTRALIZING ANTIBODIES A dissertation submitted to the SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, ZUERICH, SWITZERLAND for the degree of Doctor of Natural Science presented by Peter Seiler Dipl. Natw. ETH born April 5,1967 citizen of Niederhasli, Switzerland Accepted on the recommendation of Prof. Dr. H. Prof. Dr. Hengartner R.M. Zinkemagel Prof. Dr. H. Acha-Orbea 1996 -4- SUMMARY 1. An infection with Lymphocytic Choriomeningitis the musculus, mainly via mouse mus neutralizing LCMV resolution of gain very late after infection. Their contribution to the generated only into the role of the virus neutralizing In order to do so, B cell receptor express LCMV neutralizing antibodies early. hybridoma, hybridoma KL25 the genes immunoglobulin expression constructs were transgenic • coding were vectors C57BL/6. The secrets for the variable for mouse IgMa and into the male regions established, which and light From this chain of the constructed into transgene respectively. Both transgene of fertilized eggs of the strain mouse independent KL25 lines: immunoglobulin on heavy chain and the heavy KL25. It expresses the The line H25 inherits the transgenic heavy neutralizing chain transgene the surface of B cells as only. light chain transgene chain on the surface antibodies. It expresses the transgenic well. In contrast to the line HL25, it does not spontaneous titers of LCMV neutralizing antibodies, but virus neutralizing antibodies • heavy were Ck mouse The line HL25 inherits both transgenes, the express were resulted in the establishment of three microinjections heavy chain of the regions pronucleus mice neutralizing antibody. of B cells and forms spontaneous titers of LCMV • antibodies in the immune defense transgenic LCMV an cloned. These variable coinjected mouse for the T Cell response. Antibodies Cytotoxic a against LCMV. The B cell (LCMV) is cleared from its host, infection with LCMV therefore is unclear. The aim of this work was, to an insight more are Virus induced are after infection with LCMV. immediately The line L25 inherits the light chain transgene No direct only. of this transgene could be achieved. The line L25 exhibits expression for the proof no enhanced ability to build LCMV neutralizing antibodies. The role of either inducible LCMV preexisting LCMV neutralizing antibodies neutralizing antibodies in the line H25 the acute infection with LCMV and in the Thereby, previous findings by preexisting virus on the full neutralizing was antibodies were acute control mice. This effect supporting In infection with LCMV confirmed. In addition, it could be as well improved resolve the virus infection: Line H25 eliminated LCMV earlier when wildtype the persistently effectivity was of the LCMV mediated by the inhibition of the viral specific cytotoxic T nor virus elimination were found despite hosts compared to spread cell response. infected mice of the line HL25 crossed into LCMV carrier mice B cell tolerance early the LCMV carrier status. demonstrated, that early inducible LCMV neutralizing antibodies capacity or tested in two situations: In persistent infection in protection against an in the line HL25 no signs of the coexistence of virus and -5- virus specific B cells. In contrast, LCMV antibody escape mutants these mice. This is the first time to be demonstrated, that of LCMV to evade hosts immune response. The mutants was genotypically correlated to 119 of the LCMV-GP1. Since LCMV is model for the investigation a natural of the formation antibody escape is generated in a mechanism antibody escape phenotype of the exchange an were of one mouse single amino acid at pathogen, it offers antibody-escape-mutants an in vivo. LCMV position important -6- ZUSAMMENFASSUNG 2. Eine Infektion mit dem hauptsachlich befallenen Maus Lymphozyten Lymphozytaren Choriomeningitis kontrolliert. aussergewohnlich spat wurden die das Antikorper, aussergewohnlich Das B Zell diesem neutralisierender Antikorper an Expressionsvektor Maus-IgMa eingebaut, fur Expressionsvektor Expressionsvektoren Die Linie HL25 vererbt beide wird auf der Oberflache Erkenntnisse iiber die zu gewinnen. Dazu Antikorper Im Unterschied zur Von der schweren und leichten Region von der leichten Kette Beide eingebaut. diesen von Antikorper. Transgen- befruchteten Eizellen des Transgen-Mikroinjektionen sowohl das fiir die schwere Kette als auch Immunglobulins B Zellen KL25. Das schwere exprimiert, Ketten-Transgen und LCMV neutralisierende gebildet. das nur Ketten-Transgen Antikorper der Kontrolle Mauslinien entwickelt werden: Transgene, von werden spontan Die Linie H25 vererbt schwere und die variable injiziert. Ausgehend das fiir die leichte Kette des • an der schweren Kette wurde in einen Region fur Maus-CK unabhangige KL25-transgene Antikorper Regionen wurden in den mannlichen Vorkern Mausstammes C57BL/6 • es, weitere der Immunabwehr die Gene fur die variablen kloniert. Die variable konnten drei war Beteiligung KL25 sekretiert einen LCMV neutralisierenden Hybridom wurden einen T friih entwickeln. Hybridom in der Zytotoxischer Mause entwickelt, die LCMV neutralisierende Immunglobulinketten wurde von LCMvirus neutralisieren, werden nach der Infektion entwickelt. Ihre antikdrpertransgene (LCMV) wird durch die Immunabwehr mittels einer LCMV Infektion ist unklar. Ziel dieser Arbeit Beteiligung LCMV Virus Transgen fiir die schwere Kette wird ebenfalls auf der Oberflache Linie HL25 exprimiert nicht spontan, sondern deren von KL25. Das von B Zellen exprimiert. die Linie H25 LCMV neutralisierende Bildung wird sehr friih nach einer Infektion mit LCMV induziert. • Die Linie L25 vererbt nur Transgen exprimiert wird, keinerlei verstarkte Der Einfluss von das leichte konnte Fahigkeit zur nur Ketten-Transgen. Dass dieses leichte Ketten- indirekt bewiesen werden. Die Linie L25 Bildung LCMV neutralisierender entweder vorexistierenden LCMV neutralisierenden Mauslinie HL25 oder von Antikorper. Antikdrpern sehr friih induzierbaren LCMV neutralisierenden in der Mauslinie H25 auf die Balance zwischen Virus-Replikation zeigte in der Antikdrpern und Immunantwort wurde in zwei Situationen untersucht: In der akuten LCMV Infektion und in der persistenten Dabei LCMV Infektion in bestatigten LCMV-Tragermausen. sich friihere Befunde, dass vorexistierende LCMV neutralisierende Antikorper vollstandig vor einer akuten Infektion mit LCMV schiitzen. Neu konnte -7- gezeigt werden, dass auch friih induzierte Elimination des Virus' wesentlich schneller als Virusstreuung beschleunigen: Wildtyp-Kontrollmause. und die dadurch LCMV neutralisierende Antikorper die Die Linie H25 eliminierte LCMV Dieser Effekt wurde durch die Inhibition der gesteigerte Effektivitat der cytotoxischen T Zell Antwort vermittelt. In der persistenten LCMV Infektion in HL25 Mausen fiihrte die Koexistenz Toleranz noch zur von Virus und Umgehung Antikdrper-Escape-Phanotyp einem Austausch einer korreliert werden. Wegen wichtiges Modell Mutanten in vivo dar. einzigen seiner fiir die in LCMV B Zellen weder zu Dies ist das erste Mai, dass fiir LCMV als Mechanismus fiir die ein Virus-spezifischen Elimination des Virus, sondern Antikdrper-Escape-Mutanten. wurde. Der gekreuzt der Bildung Eigenschaft an der von LCMV- der Wirts-Immunantwort beschrieben genotypisch mit der Position 119 des LCMV-GP1 als natiirliches Untersuchung einer B Zell- Antikdrper-Escape-Mutation der LCMV Mutanten konnte Aminosaure zu Tragermause Maus-Pathogen Entstehung von stellt LCMV Antikdrper-Escape-
