English Title: cloning and characterisation of signal regulatory protein beta in primary murine macrophages

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Abstract

�Signal Regulatory Proteins� (SIRP) sind glykosylierte Transmembran-Proteine, gehören zur Immunglobulin-Superfamilie und werden von zahlreichen Zellen des hämatopoetischen Sys-tems, Nervenzellen und Fibroblasten exprimiert. Sie werden in 2 Gruppen, SIRPa und SIRPb unterteilt. Vertreter der SIRPa besitzen alle eine intracytoplasmatische Domäne, welche zwei �Immunoreceptor Tyrosin Based Inhibition Motifs� (ITIM) trägt und damit zur Klasse der In-hibitorischen Rezeptoren gehört. Vertreter der SIRPb gehören zur Klasse der aktivierenden Rezeptoren, besitzen aber nur einen kurzen intracytoplasmatischen Teil. Zur Signaltransduk-tion assoziieren sie über ihre Transmembrandomäne mit dem dimeren Adaptorprotein �DNAX Activating Protein of 12kD� (DAP12), dessen Immunoreceptor Tyrosin Based Activation Motif (ITAM) nach Stimulation von SIRPb phosphoryliert wird, die Zelle aktiviert und in Makrophagen zur erhöhten Phagozytose führt. Gegenüber einer zahlreichen und um-fangreichen Charakterisierung der physiologischen Bedeutung von SIRPa, ist nur wenig über SIRPb bekannt. In der vorliegenden Arbeit konnte die SIRPb-Familie der Maus näher charakterisiert werden. Anhand von �Interferon-Induced Ig-Binding Protein� (IIBP), welches eine Spleißvariante von SIRPb darstellt, konnten 2 SIRPb-Gene, SIRPb1 und SIRPb2, auf Chromosom 3 der Maus identifiziert werden. SIRPb1 kodiert für 2 Proteine, einem Transmembranprotein SIRPb1 und einem sezernierten Protein SIRPb1-S, die sich durch unterschiedliche Transkription und Spleißen des Gens ergeben. Beide Proteine bestehen gleich dem humanen Homolog aus einer IgV- und 2 IgC-Domänen, wobei SIRPb1 im Gegensatz zu SIRPb1-S noch eine Transmem-branregion aufweist. Das SIRPb2-Gen kodiert dagegen für ein Protein, welches im Gegensatz zu SIRPb1 nur 2 IgV-Domänen und eine Transmembranregion besitzt. Mit Hilfe von monoklonalen Antikörpern konnte die endogene Expression von SIRPb1 und 2 in Makrophagen untersucht werden. Die Transkription beider SIRPb-Gene ist wie IIBP durch Interferon in kultivierten Makrophagen des Knochenmarks induzierbar. Von beiden Proteinen, SIRPb1 und 2 konnte gezeigt werden, daß sie gleich dem humanen Homolog mit DAP12 assoziiert sind. Im Unterschied zum humanen Homolog wurde auch eine Bindung zwischen SIRPb2 und einer neuen Spleißvariante des dimeren Adaptormoleküls DAP10 nachgewiesen. Diese Ergebnisse zeigen, daß auch in der Maus mehrere Proteine der SIRPb-Familie als mögliche Antagonisten zu SIRPa existieren und nach Stimulation zur Zellaktivierung führen. Aufgrund ihrer Interferon-Induzierbarkeit in Makrophagen, könnte SIRPb beispielsweise zur erhöhten Phagozytose in aktivierten Makrophagen beitragen.

Translation of abstract (English)

The signal regulatory proteins (SIRPs) are a family of ubiquitously expressed transmembrane glycoproteins composed of two subgroups: SIRPá and SIRPâ. SIRPás have a cytoplasmic do-main containing two immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motifs (ITIM) and therefore belong to the inhibitory receptor superfamily. The SIRPâ subtype has no cytoplasmic domain but instead associates with at least one other transmembrane protein DNAX activating protein of 12kD (DAP12). DAP12 possesses immunoreceptor tyrosine-based activation motifs (ITAM) within its cytoplasmic domain that are thought to link SIRPâ to a family of activating receptors. Engagement of SIRPâ promotes phagocytosis in macrophages. In contrast to the well characterized SIRPá, the functions of the related SIRPâ are less characterized. We have now characterized the SIRPâ-family in the mouse. With the help of interferon induced Ig-binding protein (IIBP), which is a spliced variant of SIRPâ, we could identify two SIRPâ genes. Both genes, SIRPâ1 and SIRPâ2 are located on chromosome 3 in the mouse. The SIRPâ1 gene might code for at least two proteins, one transmembrane protein SIRPâ1 and one secreted protein SIRPâ1-S. Both proteins have like their human homolog one IgV- and two IgC-domains and differ only from each other in the presence or absence of a trans-membrane region. In contrast to the SIRPâ1 gene, the SIRPâ2 gene might code for a protein with only two IgV-domains and a transmembrane region. With monoclonal antibodies, we could investigate the expression of SIRPâ1 and SIRPâ2 in macrophages. Both proteins are like their human homolog associated with DAP12. In contrast to the human homolog we could also show an interaction of SIRPâ2 with a new splice variant of DAP10. The transcription of both genes was like IIBP inducible by interferon. Macrophages play a central role in the immune system and their homeostasis underlies a strong regulation. SIRPâ could antagonize the signaling machinery of SIRPá and therefore represent a new mechanism for the immune regulatory effects of interferon.