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Die NOD.α4-/- Maus ist eine auf hämatopoetische Zellen beschränkt α4-inkompetente Maus auf dem NOD Hintergrund. Die Maus ist vollständig gegen Diabetes gefeit, entwickelt keine Insulitis und keine Sialitis. Analysen der α- und ß-Diversität des Mikrobioms zeigen eine vergleichbare Zusammensetzung in NOD.α4-/- und NOD Kontrollmaus, während erkrankte Mäuse ein auffällig eingeschränktes Mikrobiom und atypische Spezies aufweisen. Inselzellantigen-spezifische CD8+ T-Zellen und anti-Insulin-Autoantikörper sind quantitativ stark vermindert im Vergleich zu NOD Kontrollen, jedoch sicher nachweisbar. Das 5-Linien-Differenzialblutbild ist absolut und relativ unauffällig. Die NOD.α4-/- Maus entwickelt nach adoptivem Transfer von CD3+ Zellen diabetischer NOD-Spender mit kurzer Latenz und 100%iger Penetranz Diabetes, ein isolierter Transfer diabetogener CD4+ Zellen ist hierzu nicht hinreichend. α4-kompetente CD8+ Zellen sind also unerlässlich für den adoptiven Transfer von Diabetes in die NOD.α4-/- Maus. Rekonstitution prädiabetischer wildtypischer NOD Empfänger mit NOD.α4-/- Hämatopoese schützt diese zuverlässig vor dem Progress der Insulitis zum Diabetes. Diese Arbeit unterstreicht und sichert die bisherigen α4-Antikörper Studien in der NOD Maus und korrigiert die Annahme, α4-Blockade schütze nicht vor dem Voranschreiten der Sialitis. NOD.a4-/- Lymphozyten werden regelrecht gegen Autoantigene sensibilisiert, in Ermangelung effektiver Infiltration der Zielorgane bleibt jedoch die Expansion antigenspezifischer T-zellen und das Boosten von humoralen Autoimmunantworten aus. α4-inkompetente Leukozyten migrieren auch nach Beginn einer Insulitis oder damit einhergehender Hochregulierung verschiedenster endothelialer Oberflächenproteine nicht in die entzündeten Langerhans-Inseln. Die sichere Prävention der Erkrankung durch Rekonstitution mit α4-/- Hämatopoese identifiziert die α4-Blockade als mögliche Therapie des Typ 1 Diabetes während der Phase des Prädiabetes.
Many snake venoms are known for their antithrombotic activity. They contain components that specifically target different platelet-activating receptors such as the collagen-binding integrin α2β1 and the von Willebrand factor receptor GPIb. In a search for an α2β1 integrin-blocking component from the venom of the habu snake (Trimeresurus flavoviridis), we employed two independent purification protocols. First, we used the integrin α2A domain, a major collagen-binding domain, as bait for affinity purification of an α2β1 integrin-binding toxin from the crude venom. Second, in parallel, we used classical protein separation protocols and tested for α2β1 integrin-inhibiting capabilities by ELISA. Using both approaches, we identified flavocetin-A as an inhibitor of α2β1 integrin. Hitherto, flavocetin-A has been reported as a GPIb inhibitor. However, flavocetin-A inhibited collagen-induced platelet aggregation even after GPIb was blocked with other inhibitors. Moreover, flavocetin-A antagonized α2β1 integrin-mediated adhesion and migration of HT1080 human fibrosarcoma cells, which lack any GPIb, on collagen. Protein chemical analyses proved that flavocetin-A binds to α2β1 integrin and its α2A domain with high affinity and in a cooperative manner, which most likely is due to its quaternary structure. Kinetic measurements confirmed the formation of a strong complex between integrin and flavocetin-A, which dissociates very slowly. This study proves that flavocetin-A, which has long been known as a GPIb inhibitor, efficiently targets α2β1 integrin and thus blocks collagen-induced platelet activation. Moreover, our findings suggest that the separation of GPIb- and α2β1 integrin-blocking members within the C-type lectin-related protein family is less strict than previously assumed.
Although essential for T cell function, the identity of the T cell receptor (TCR) “inside-out” pathway for the activation of lymphocyte function-associated antigen 1 (LFA-1) is unclear. SKAP1 (SKAP-55) is the upstream regulator needed for TCR-induced RapL-Rap1 complex formation and LFA-1 activation. In this paper, we show that SKAP1 is needed for RapL binding to membranes in a manner dependent on the PH domain of SKAP1 and the PI3K pathway. A SKAP1 PH domain-inactivating mutation (i.e. R131M) markedly impaired RapL translocation to membranes for Rap1 and LFA-1 binding and the up-regulation of LFA-1-intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) binding. Further, N-terminal myr-tagged SKAP1 for membrane binding facilitated constitutive RapL membrane and Rap1 binding and effectively substituted for PI3K and TCR ligation in the activation of LFA-1 in T cells.