Analysis of the ontogeny and function of the heterogeneous Dendritic cell network across the murine tissue landscape

Aufgrund rasanter technologischer Fortschritte insbesondere im Bereich der Einzelzellanalyse wurden in den letzten Jahren eine Bandbreite an Heterogenitätsdefinitionen muriner cDC2 postuliert. Diese resultierten oftmals aus Einzelzell-RNA Sequenzierung einzelner Gewebe und wurfen die Frage auf, ob die identifizierte Heterogenität auf individuellen Zelltypen beruhte, welche sich in Ihrer Entwicklung unterscheiden oder ob die Heterogenität einen Status des gleichen Zelltyps widerspiegelte. Da während der Ontogenese von Zellen deren Kernidentität und dadurch vermutlich auch deren Funktionalität festgelegt wird, ist es essentiell zu verstehen, ob identifizierte Heterogenität Stati des gleichen Zelltyps oder in Ihrer Entwicklung unabhängige Zelltypen markiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Hypothese aufgestellt, dass murine cDC2 unabhängig vom Gewebeursprung von konservierten Heterogenitätsdefinitionen charakterisiert sind, welche 1) in Ihrer Entwicklung unabhängige Zellen, 2) Entwicklungsstadien des gleichen Zelltyps, und 3) funktionelle Stadien des gleichen Zelltyps beschreiben. Zur Untersuchung der Hypothese wurde eine Durchflusszytometrie-basierte Identifikationsstrategie entwickelt, welche die Annotation von cDC Subpopulationen in nahezu allen murinen Geweben erlaubt. Durch eine nachfolgende Analyse des Proteoms konnte gezeigt werden, dass Ontogenie den Phänotyp von cDCs vorgibt, welcher in der Folge durch das Gewebemilieu und den Aktivierungsstatus modifiziert wird. Dabei repräsentierten Clec12A, CD301b und FcγRIIB/III Marker, welche eine Unterteilung der cDC2 in allen Geweben in Subpopulationen erlaubten. Des Weiteren legen die Daten nahe, dass die Analyse von Milz cDCs nicht repräsentativ für die generelle Biologie von cDCs ist, da phänotypisch spezialisierte ESAM+ cDC2 ausschließlich in der Milz identifiziert werden konnten. Mittels Kombination von multi-parameter Durchflusszytometrie von DCs in Geweben und der Studie von Entwicklungsverlauf und resultierender Funktion in vitro konnte hier gezeigt werden, dass Clec12A cDC2 markiert, welche aufgrund der starken Expression von Fcγ Rezeptoren und C-Typ Lektinrezeptoren, als spezialisierte Sensoren für Gefahrensignale agieren. Darüber hinaus unterteile die Expression von FcγRIIB/III den Gesamtpool an cDC2 in allen Geweben in DC3 (FcγRIIB/III+) und DC2 (FcγRIIB/III-), welche in Ihrer Entwicklung unabhängige Zelltypen darstellen. Abschließend wurde herausgearbeitet, dass GM-CSF sowohl in DC2 als auch DC3 einen phänotypisch und funktional spezialisierten Zellstatus programmiert, welcher in vivo vor allem in der Umwelt exponierten Geweben vorzufinden ist und durch CD301b markiert wird. Zusammenfassend wurde gezeigt, dass FcγRIIB/III murine cDC2 in DC2 und DC3 unterteilt, welche innerhalb dieser Populationen Zellstadien enthalten, welche durch Clec12A und CD301b markiert sind.