Dendritic cells (DCs) are immune cells, which have a unique ability to process and present antigens to induce primary immune responses. Functionally distinct DC subpopulations plasmacytoid DCs (pDCs) and several subtypes of conventional DCs (cDC)- develop from a common dendritic cell progenitor (CDP) defined by coexpression of Flt3 and M-CSFR and lack of lineage markers. Recently, a novel pDC-like DC precursor was identified in murine bone marrow (BM), which is biased to fully differentiate into CCR9+ pDCs, but capable to differentiate into cDC subsets under the influence of local tissue microenvironment. Although we could show in vitro and in vivo that CDPs give rise to both pDC-like DC precursors and pDCs, the exact developmental steps and the sequence of the events was unclear. Furthermore, we asked whether individual CDPs are already precommitted to give rise to specific DC subpopulations. A method to address these questions at the single cell level in vitro was developed. A coculture system with feeder cells which allows continuous imaging and tracking of isolated CDPs into pDCs and cDCs driven by Flt3L was established. Cell fate decisions were continuously observed by time lapse microscopy and single cell tracking. CDPs were heterogeneous as the choice and timepoint of cell fate decision differed greatly between CDP daughter cells. The data presented in this study also provided evidence for a sequential development of CDPs into CCR9low pDC-like cells, which further differentiate into CCR9+ pDCs. Direct differentiation of CDPs into pDCs expressing simultaneously Siglec H and high levels of CCR9 was a rarely observed. Under inflammatory conditions, the tissue microenvironment changes drastically, which may also influence the differentiation of precursor cells and phenotype and function of DC subsets. The in vivo fate of CCR9low pDC-like precursors, as well as CCR9+ pDCs was analysed under local inflammatory conditions. A model of central nervous system (CNS) inflammation, MOG peptide induced mouse model of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) was used. Even under the highly inflammatory conditions in this model, the phenotype of transferred B220+ CCR9+ pDCs was mostly stable whereas B220low CCR9low pDC-like cells which overlap with Siglec H+ pre-DCs in the BM retained more flexibility and were able to give rise to cDCs. Thus, upregulation of B220 and CCR9 indicate further commitment to the pDC cell fate in Siglec H+ CD11c+ pre-DCs.     «

Dendritic cells (DCs) are immune cells, which have a unique ability to process and present antigens to induce primary immune responses. Functionally distinct DC subpopulations plasmacytoid DCs (pDCs) and several subtypes of conventional DCs (cDC)- develop from a common dendritic cell progenitor (CDP) defined by coexpression of Flt3 and M-CSFR and lack of lineage markers. Recently, a novel pDC-like DC precursor was identified in murine bone marrow (BM), which is biased to fully differentiate into...     »

Dendritische Zellen (DC) zeichnen sich aus, durch ihre herausragende Fähigkeit, Antigene zu präsentieren und primäre Immunantworten auszulösen. Funktionell unterschiedliche DC-Subpopulationen – plasmazytoide DC (pDC) und verschiedene Subtypen von konventionellen DC (cDC) – entwickeln sich aus gemeinsamen DC Vorläuferzellen (CDP), die durch die Koexpression von Flt3 und M-CSF-Rezeptor sowie das Fehlen von Linien-definierenden Markern gekennzeichnet sind. Vor kurzem wurden pDC-ähnliche DC-Vorläuferzellen in murinem Knochenmark beschrieben, die sich zu CCR9+ pDCs, aber auch unter dem Einfluss der Gewebeumgebung auch zu cDC-Subpopulationen ausdifferenzieren können. Es wurde bereits gezeigt, dass CDP in vitro und in vivo sowohl pDCs als auch die pDC-ähnliche Vorläuferzellen ausbilden, jedoch wurden die einzelnen Differenzierungsschritte und ihre zeitliche Abfolge bisher nicht beschrieben. Eine weitere Frage war, ob einzelne CDP bereits festgelegt sind, sich zu einer bestimmten DC-Population zu entwickeln. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurde eine Methode entwickelt, die die Entwicklung der individuellen CDP zu DC auf Einzelzellebene darstellen kann. Es wurde ein Kokultursystem mit Feeder-Zellen und Flt3 Ligand etabliert, das die kontinuierliche mikroskopische Beobachtung und Verfolgung einzelner CDP und ihrer Nachkommen während der Entwicklung zu DCs ermöglicht. Zellschicksalsentscheidungen wurden kontinuierlich durch Zeitraffermikroskopie und Einzelzell-Verfolgung dokumentiert. Es zeigte sich die ausgeprägte Heterogenität der CDP mit stark abweichender Dynamik der Zelldifferenzierung in den einzelnen CDP-Nachkommen. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass sich CDP sequentiell zunächst zu pDC-ähnliche Vorläuferzellen und dann zu CCR9+ pDC differenzieren. Die direkte Differenzierung von CDP zu pDC mit zeitgleicher Expression von Siglec H und hoher CCR9-Expression war nur selten zu beobachten. Unter Entzündungsbedingungen kommt es zu einer starken Veränderung der Gewebeumgebung, die die Differenzierung von DC-Vorläuferzellen und den Phänotyp sowie die Funktion von DC-Subpopulationen beeinflussen kann. Die phänotypischen Veränderungen von pDC-ähnlichen Vorläuferzellen und von CCR9+ pDCs wurde unter lokalen Entzündungsbedingungen untersucht. Es wurde das Neuroinflammationsmodell der durch Myelin-Oligodendrozyten-Glykoprotein (MOG)-Peptid induzierten experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis (EAE) eingesetzt. Selbst unter den starken inflammatorischen Bedingungen in diesem Modell war der Phänotyp der B220+ CCR9+ transferierten pDC weitgehend stabil, während pDC-ähnliche Zellen, die B220 und CCR9 gering exprimierten, flexibler waren und sich in cDCs ausdifferenzieren konnten. Die Hochregulation von B220 und dann CCR9 markiert daher in Siglec H+ CD11c+ pre-DC aus murinem Knochenmark die weitere Festlegung auf das pDC-Schicksal.     «

Dendritische Zellen (DC) zeichnen sich aus, durch ihre herausragende Fähigkeit, Antigene zu präsentieren und primäre Immunantworten auszulösen. Funktionell unterschiedliche DC-Subpopulationen – plasmazytoide DC (pDC) und verschiedene Subtypen von konventionellen DC (cDC) – entwickeln sich aus gemeinsamen DC Vorläuferzellen (CDP), die durch die Koexpression von Flt3 und M-CSF-Rezeptor sowie das Fehlen von Linien-definierenden Markern gekennzeichnet sind. Vor kurzem wurden pDC-ähnliche DC-Vorläufe...     »