Function of NF-kappa B for the differentiation of lymphoid cells and the inflammatory activation of endothelial cells

Die Aktivität des Transkriptionsfaktors NF-kappa B wird hauptsächlich durch inhibitorische I kappa B-Proteine kontrolliert,die durch die I kappa B-Kinasen 1 und 2 phosphoryliert und anschließend degradiert werden.Dadurch werden ver-schiedene zelluläre Prozesse wie Differenzierung und Aktivierung beeinflusst. Um die Rolle von NF-kappa B in der Differenzierung lymphoider Zellen zu untersuchen,wurden nichtdegradierbare Mutanten der I kappa B-Proteine in trans-genen Mäusen mit Hilfe des Tet-off-Systems exprimiert.Dieses erlaubt die kon-ditionale,gewebespezifische Expression der Mutanten.Im Thymus von tTA/tetI kappa B alpha-transgenen Mäusen konnte eine doxyzyklinabhängige Reduktion der CD8+-Thymozyten beobachtet werden.Eine Einschränkung der Analyse späterer Ent-wicklungsstadien war die zeitlich begrenzte Expression des Transgens,die nur in frühen Entwicklungsstadien stattfand.Die B-Zellentwicklung wurde anhand eines in vitro Differenzierungssystems nachvollzogen,das die Differenzierung von prä-B-Zellen zu unreifen bzw.reifen B-Zellen erlaubt.Dabei zeigte sich,dass ein transdominantes I kappa B alpha beide Differenzierungsschritte nahezu vollstän-dig hemmt,aber nur,wenn das endogene I kappa B alpha nicht vorhanden ist. Die Beteiligung von NF-kappa B an der inflammatorischen ktivierung von Endothel-zellen wurde mit Hilfe von retroviralen Infektionen untersucht.Dabei wurden neben mutanten I kappa B-Proteinen auch kinase-inaktive oder konstitutiv-aktive Mutanten der I kappa B-Kinasen verwendet.Die transdominanten I kappa B-Proteine sowie die kinase-inaktive IKK2 waren in der Lage,die TNF-alpha-induzierte Ex-pression aller untersuchten Chemokine und Adhäsionsmoleküle komplett zu hem-men.Dagegen wurde durch die kinase-inaktive IKK1 nur ein Teil der untersuchten Moleküle in ihrer Expression beeinflusst.Interessanterweise war eine konstitu-tiv-aktive IKK2 schon in der Abwesenheit von TNF-alpha in der Lage,die Expres-sion der untersuchten Proteine zu aktivieren.Die durch die Mutanten veränderte Expression der Adhäsionsmoleküle und Chemokine hatte auch einen Einfluss auf die in vitro Adhäsion und Transmigration von Monozyten.The activity of the transcription factor NF-kappa B is mainly controlled by the inhibitory I kappa B proteins which are phosphorylated by the I kappa B kinases 1 and 2.This phosphorylation leads to the degradation of the I kappa B proteins thereby releasing NF-kappa B to the nucleus.The active NF-kappa B influences se-veral cellular processes like differentiation and activation. To investigate the role of NF-kappa B in the differentiation of lymphoid cells,nondegradable mutants of the I kappa B proteins were expressed in transge-nic mice based on the tet-off system.This allows the conditional tissue-speci-fic expression of the mutants.In the thymus of tTA/tetI kappa B alpha transge-nic mice,a doxycyclin-dependent reduction of the CD8+ thymocytes could be obser-ved.One restriction for the analysis of later stages of the development was the expression pattern of the transgene which was restricted to early developmental stages.The development of the transgenic B cells was investigated with an in vitro differentiation system which allows the differen-tiation to immature or mature B cells,respectively.The transdominant I kappa B alpha inhibits both steps of the differentiation almost completely,but only if the endogenous I kappa B alpha is absent. The involvement of NF-kappa B in the inflammatory activation of endothelial cells was studied by retroviral infections.In addition to the mutant I kappa B proteins,kinase-inactive or constitutively active versions of the I kappa B ki-nases were used.The transdominant I kappa B mutants as well as the kinase-inac-tive IKK2 were able to inhibit the TNF-alpha induced expression of all inve-stigated chemokines and adhesion molecules completely.In contrast,the kinase-inactive IKK1 influenced the expression of only a subset of the investigated genes.Interestingly,the constitutively active IKK2 could activate the expression of the investigated proteins already in the absence of TNF-alpha.The altered expression of adhesion molecules and chemokines also in-fluenced the in vitro adhesion and transmigration of monocytes