T cells develop in the thymus from hematopoietic precursor cells. During maturation some T cells receive strong T cell receptor (TCR) stimulation required for the initiation of lineage defining developmental programs, a selection process referred to as agonist selection. This thesis explores the biology of two agonist selected T cell populations namely Natural Killer T (NKT) cells and regulatory T (Treg) cells by means of genetically modified mouse models. NKT cells differentiate in the thymus into NKT1, NKT2 and NKT17 cells. The expression of signature transcription factors orchestrates their cell fates and production of subset specific cytokines. The key molecules however, which regulate the differentiation into these NKT cell lineages, are only incompletely understood. Treg cells are characterized by their ability to suppress overshooting immune reactions. Their dependence on strong TCR stimulation during thymic development is well established, the role of continuous TCR signals for mature peripheral Treg cells however still needed to be thoroughly investigated. In Paper 1 we describe Roquin proteins as central suppressors of NKT17 cell polarization in the thymus. TCR signals induce the degradation of Roquin proteins via the paracaspase MALT1. Therefore, we aimed to elucidate the consequences of isolated ablation of Roquin proteins for the NKT cell lineage. Conditional knockout of Roquin 1 and Roquin 2 in T cells leads to a decrease of total NKT cells in the thymus with a selective expansion of NKT17 cells. In addition, the peripheral NKT cell pool is essentially abolished. These changes are mediated through cell intrinsic and extrinsic mechanisms. Interestingly, transgenic expression of the Vα14i TCR at the CD4 CD8 double positive (DP) stage in the thymus restores the development of NKT cells and mitigates the developmental bias towards NKT17 differentiation. Roquin deficient NKT17 cells are characterized by an increased TCR expression and are uniformely positive for all NKT17 specific markers tested. TCR signal transduction and subset specific cytokine production however depend on the expression of Roquin paralogs. In Paper 2 we analyze the distribution of functional NKT cell subsets in the thymus and lamina propria of the gut. It is known that RORγt expressing NKT17 cells constitute a main portion of NKT cells in peripheral lymph nodes. Here we show that NKT17 cells also represent the predominant NKT cell population in the lamina propria (LP) of the large intestine. The distribution of NKT cell subsets in the colon LP and thymus is also age dependent with a preponderance of early developmental stages and NKT2 cells soon after birth. By analyzing NKT cells in the gut and thymus of germ free (GF) mice we could show that the distribution of NKT cells in both organs is likewise affected by the microbiota. In Paper 3 we study the effects of induced TCR ablation on mature Treg cells. We show that once Treg cell identity, namely expression of the lineage defining transcription factor forkhead box P3 (Foxp3) and hypomethylation of Treg signature genes, has been established, it does not depend on continuous signal through the antigen receptor. However, Treg cells loose their activated phenotype after TCR ablation. In addition, the homeostasis, maintenance and suppressive functions of peripheral Treg cells depend on continuous TCR signals. Paper 4 is a review that gives a summary of the most recent data highlighting the importance of constant recognition of self for the biology and function of Treg cells.     «

T cells develop in the thymus from hematopoietic precursor cells. During maturation some T cells receive strong T cell receptor (TCR) stimulation required for the initiation of lineage defining developmental programs, a selection process referred to as agonist selection. This thesis explores the biology of two agonist selected T cell populations namely Natural Killer T (NKT) cells and regulatory T (Treg) cells by means of genetically modified mouse models. NKT cells differentiate in the thymus...     »

T Zellen entwickeln sich im Thymus aus hämatopoietischen Vorläuferzellen. Während ihrer Reifung erhalten manche T Zellen sehr starke Signale über ihren T-Zell-Rezeptor. Für diese Zellen sind die Signale notwendig um ihre spezifischen weiteren Entwicklungsschritte einzuleiten. Dieser Selektionsprozess wird als "Agonist-Selektion" bezeichnet. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit zwei solchermaßen gereiften T-Zell Populationen: Natürliche Killer T (NKT) Zellen und regulatorische T (Treg) Zellen. Diese wurden durch die Analyse genetisch veränderter Mausmodelle näher charakterisiert. Im Thymus entwickeln sich NKT Zellen zu NKT1, NKT2 und NKT17 Zellen. Die Differenzierung und Ausschüttung von bestimmen Zytokinen wird maßgeblich durch die jeweils exprimierten Transkriptionsfaktoren gesteuert. Welche Proteine diese Differenzierung beeinflussen ist jedoch noch weitgehend ungeklärt. Regulatorische T Zellen unterdrücken überschießende Immunreaktionen. Sie sind während ihrer Entwicklung von starken Signalen über ihren T-Zell-Rezeptor abhängig. Die Rolle von kontinuierlichen T-Zell-Rezeptor Signalen für reife Treg Zellen ist jedoch noch völlig offen. Im ersten Artikel zeigen wir, dass Roquin Proteine die Entwicklung von NKT17 Zellen unterdrücken. T-Zell-Rezeptor Signale induzieren die Spaltung von Roquin Proteinen durch die Parakaspase Malt1, weshalb wir die Folgen einer Roquin Deletion für NKT Zellen analysierten. Ein konditionaler knockout von Roquin-1 und Roquin-2 in T Zellen führt zu einer Reduktion der gesamten NKT Zell Population im Thymus, wohingegen speziell NKT17 Zellen vermehrt auftreten. Zusätzlich ist die Zahl der NKT Zellen in der Peripherie sehr stark reduziert. Diese beiden Beobachtungen sind Folgen von Zell intrinsischen und extrinsischen Mechanismen. Eine zusätzliche transgene Expression des Vα14i T-Zell-Rezeptors während des CD4/CD8 doppel positiven Stadiums im Thymus verringert die Tendenz zur NKT17 Zell Entwicklung und ermöglicht auch die Entwicklung anderer NKT Populationen im Thymus und in peripheren Organen. Roquin defiziente NKT Zellen exprimieren eine hohe Zahl an T-Zell-Rezeptoren und andere NKT17 spezifische Marker auf ihrer Zelloberfläche. Die Signaltransduktion der T-Zell-Rezeptoren sowie die Ausschüttung von Zytokinen sind jedoch abhängig von der Expression von Roquin Proteinen. Im zweiten Artikel analysieren wir die Verteilung der verschiedenen NKT Zell subsets in der Lamina Propria des Darmes. Es ist bereits bekannt, dass RORγt+ NKT17 Zellen einen Großteil der NKT Zellen in peripheren Lymphknoten ausmachen. In der Studie zeigen wir, dass NKT17 Zellen auch den größten Teil der NKT Zellen in der Lamina Propria des Dickdarmes darstellen. Durch die Analyse von keimfreien Mäusen konnten wir außerdem zeigen, dass auch die Mirkobiota einen Einfluss auf die einzelnen NKT subsets hat. Die Verteilung der einzelnen NKT Zell subsets ist ebenfalls altersabhängig-kurz nach der Geburt sind vor allem frühe Entwicklungsstufen und NKT2 Zellen im Thymus vorzufinden. Im dritten Artikel analysieren wir den Einfluss von stetigen T-Zell-Rezeptor Signalen auf reife Treg Zellen. Wir zeigen, dass die wesentlichen Faktoren für Treg Identität - nämlich die Expression des Transkriptionsfaktors Foxp3 und eine Hypomethylierung von Genen, die wichtig für die Funktion von Treg Zellen sind, von stetigen T-Zell-Rezeptor Signalen entkoppelt sind, sobald sie einmal etabliert wurden. Nach T-Zell-Rezeptor Ablation zeigen sich Treg Zellen jedoch weniger aktiviert und verlieren auch ihre Fähigkeit zur Unterdrückung von Immunantworten. Ihre Homöostase und Fähigkeit zur Proliferation sind ebenfalls eingeschränkt. Der vierte Artikel gibt einen Überblick aktueller Daten über die Bedeutung von T-Zell-Rezeptor Signalen für die Biologie von Treg Zellen.     «

T Zellen entwickeln sich im Thymus aus hämatopoietischen Vorläuferzellen. Während ihrer Reifung erhalten manche T Zellen sehr starke Signale über ihren T-Zell-Rezeptor. Für diese Zellen sind die Signale notwendig um ihre spezifischen weiteren Entwicklungsschritte einzuleiten. Dieser Selektionsprozess wird als "Agonist-Selektion" bezeichnet. Die vorliegende Dissertation befasst sich mit zwei solchermaßen gereiften T-Zell Populationen: Natürliche Killer T (NKT) Zellen und regulatorische T (Treg)...     »