The effects of endothelium, keratinocytes and vitamin D on skin homing molecules expression in T cells

Húðin er ytri vörn líkamans og jafnframt hluti af ónæmiskerfi hans. Ef varnir húðarinnar bregðast og mótefnavaki kemst í húðvefinn og veldur sýkingu mæta frumur ónæmiskerfisins til leiks. Angafrumur sem staðsettar eru í húð taka upp mótefnavakann og flytjast til nærliggjandi eitilvefja. Þar ræsa angafrumurnar T- frumur sem eru sértækar fyrir mótefnavakanum. Við ræsingu T- fruma breytist tjáning á ratvísissameindum á yfirborði þeirra en sameindirnar stýra í hvaða vefi T- frumurnar fara. Angafrumur sem taka upp mótefnavaka í húð ræsa T- frumur sem hefja tjáningu á CLA sameindinni og hafa frumurnar sértækni fyrir mótefnavökum úr húð. Stór hluti CLA+ T- fruma tjá efnatogsviðtakann CCR4 sem bindst CCL17 efnatoganum sem er tjáður á æðaþeli húðar. CCR10 efnatogsviðtakinn er tjáður á hluta CLA+ CCR4+ T- fruma. Efnatogi CCR10 er CCL27 og er hann tjáður í húðfrumum. Þegar T- frumur skríða úr blóðrás og yfir æðaþelið tengist CLA sameindin E- selektín á æðaþeli húðar. CCR4 viðtakinn bindst svo CCL17 efnatoganum og þá virkjast integrinsameindir á T- frumunum sem tengjast viðloðunarsameindum á æðaþelinu. T- frumurnar geta þar með skriðið yfir æðaþelið og í leðurhúð sem er neðra vefjalag húðar og að mestu byggt úr kollageni. T- frumurnar skríða úr leðurhúð yfir í yfirhúð fyrir tilstilli CCR10 viðtakans sem bindst CCL27 í húðfrumum í yfirhúð. Þegar komið er í húðvefinn sinna T- frumur hlutverki við að virkja aðrar ónæmisfrumur eða ráðast á veirusýktar frumur. Markmið þessa verkefnis var að hanna frumuræktunarmódel sem líkir eftir skriði T- fruma í húð. Einnig að skoða áhrif húðfruma og D- vítamíns á tjáningu húðsértækra ratvísissameinda á yfirborði T- fruma. Umhverfisþættir, þar á meðal D- vítamín og boðefni sem eru til staðar við ræsingu T- fruma eru talin hafa áhrif á tjáningu húðsértækra ratvísissameinda T- fruma. Hönnun frumuræktunarmódels fólst í tilraunum á skriði fruma í kollagengel, sem líkir að nokkru leyti eftir kollagenríkri leðurhúð. Efnatogarnir CCL19 og CCL17 voru steyptir í gelið til að auka frumuskrið. CCL19 bindst CCR7 viðtakanum á T- frumum og CCL17 bindst CCR4 viðtakanum. Uppsetning á samrækt æðaþels- og húðfruma í Transwell kerfi var hluti af hönnun frumuræktunarmódelsins. Húðfrumur voru ræktaðar í botni frumuræktunarbrunns og æðaþelsfrumur ræktaðar á himnu í efri frumuræktunarbrunni Transwell bakkans. Frumuskrið var skoðað með því að mæla tjáningu á húðsértæku ratvísissameindunum hjá T- frumum sem voru bundnar við æðaþelið og hjá T- frumum sem skriðu yfir æðaþelslagið og í botn til húðfruma. Áhrif húðfruma og D- vítamíns á tjáningu húðsértækra ratvísissameinda T- fruma voru skoðuð með samrækt einkjarna blóðfruma og húðfruma, með eða án D- vítamíns. Tilraunirnar gáfu vísbendingu um að húðfrumur hafi áhrif á CLA tjáningu hjá T- frumum, en tjáning húðsértæku CLA sameindarinnar á T- frumum lækkaði í samrækt með húðfrumum. Frekari uppsetningatilraunir á frumuræktunarmódelinu þurfa að fara fram til að fullvinna módelið.The skin is our outermost defence against the external environment and also part of our immune system. If a foreign antigen infects the skin, dendritic cells pick up the antigen, migrate to associated lymphoid tissue where they activate the adaptive immune system, including T cells. Upon activation by dendritic cells, the expression of homing molecules in T cells change and the cells start to express non- lymphoid tissue specific homing molecules. Dendritic cells binding skin derived antigen migrate to nearby lymphoid tissue and activate T cells which start to express the CLA skin homing molecule. CLA+ T cells have specificity towards antigens derived from skin and can infiltrate the skin if the CCR4 chemokine receptor is coexpressed. CCR4 binds to the CCL17 chemokine which is expressed on vascular endothelium in skin. CCL27 is expressed on epidermal keratinocytes, the chemokine binds to the CCR10 receptor, expressed by CLA+ CCR4+ T cells. The CLA molecule on T cells binds to E- selectin, expressed on vascular endothelium in skin. Then CCR4 binds to CCL17 and activate integrin molecules in T cells which binds adhesion molecules on the endothelium. The T cells are then able to infiltrate skin by crossing the vascular endothelium and into dermis. The T cells migrate to epidermis when the CCR10 receptor binds to the CCL27 chemokine. When T cells have migrated to skin their role is to activate immune cells and kill virus infected cells. The aim of this project was to develop experimental model that mimics T cell migration to the skin. Also to study the effects of epidermal keratinocytes and vitamin D on skin homing molecule expression in T cells. The first step in the developement of the experimental model was to study cell migration to collagen gel. The idea was to use collagen gel to mimic the dermis layer in the skin which is mainly a tissue of collagen protein. The chemokines CCL17 og CCL19 were added to collagen gels to increase the cell migration. The next step in the developement of the experimental model was to culture keratinocytes and HUVEC in Transwell assay. The cell migration was observed by analysing the expression of skin homing molecules in T cells binding the HUVEC and in T cells that were able to cross the HUVEC and migrate to the keratinocyte layer. The effects of keratinocytes and vitamin D on skin homing molecule expression in T cells were studied in a coculture of keratinocytes and peripheral blood mononuclear cells +/- vitamin D. The results give a conclusion that keratinocytes effects the CLA expression in T cells. The CLA expression in T cell was decreased in a culture with keratinocytes. Further experiments need to take place in the developement of the experimental model