The anti-proliferative effect of cation channel blockers in T lymphocytes depends on the strength of mitogenic stimulation

K

Benefits of Combined All-Trans Retinoic Acid and Arsenic Trioxide Treatment of Acute Promyelocytic Leukemia Cells and Further Enhancement by Inhibition of Atypically Expressed Transglutaminase 2

K

Apoptózis, fagocitózis és a gyulladás kialakulásának megakadályozása = Apoptosis, phagocytosis and prevention of inflammation

Az elhalt sejteket a környező makrofágok ismerik fel és takarítják el. Az apoptózis kutatása eddig a két folyamatot egymást követő, de egymástól független biológiai eseménynek tekintette. Csoportunk utóbbi években folytatott kutatómunkája azonban rámutatott arra, hogy az elhaló sejt és az őt eltakarító makrofágok között folyamatos párbeszéd zajlik, ami összehangolja az apoptózis és a fagocitózis folyamatát, és meggátolja gyulladás kialakulását. Kísérleteinkben a tímuszt mint modell szervet vizsgáljuk, mert itt folyamatosan nagymértékű sejtelhalás zajlik. Kimutattuk, hogy az elhaló sejteket felvevő makrofágok adenozint és egy új retinoidot termelnek a fagocitózis mértékének függvényében. Az adenozin meggátolja a makrofágok gyulladás indító képességét, míg a retinoid fokozza fagocitáló képességüket. Mind a retinoid termelődést, mind az adenozinra válaszoló receptor mennyiségének fokozódását a felvett apoptótikus sejteket lipid tartalmuk alapján érzékelő lipid érzékeny receptorok indítják el. Mind az adenozin, mind a retinoid elősegíti a hibás timociták elhalását. Munkánk azonosított néhány molekuláris target pontot, ahol a fagocitózis folyamata befolyásolható lehet olyan gyulladásos betegségekben, ahol ennek zavara hozzájárul a betegség pathomechanizmusának kialakításához. Ugyanakkor felveti, hogy az új retinoidoknak a gyulladási program szabályozásában is szerepük lehet, hiszen abban is folyamatosan zajlik a gyulladásban elhalt sejtek fagocitózisa. | Apoptotic cells are recognized and removed by neighbouring macrophages. So far he apoptosis research field looked at these biological processes as two subsequent but independent events. Research carried out by our laboratory during the past years has, however, revealed a continuous crosstalk between macrophages and apoptotic cells, which harmonises the rate of apoptosis and phagocytosis and prevents inflammation. We study thymus as a model organ, since it is characterized by a constantly high rate of apoptosis and phagocytosis. We found that macrophages engulfing apoptotic cells produce adenosine and a novel retinoid and their amount is related to the phagocytic rate. Adenosine prevents proinflammatory cytokine formation, while the retinoid enhances phagocytic capacity of macrophages. Both the retinoid production and the expression of the adenosine receptor are under the control of lipid sensing receptors that sense the number of apoptotic cells digested by their lipid content. Both the retinoid and adenosine promotes the death of those thymocytes whose T cell receptor is improper. Our work identified several target points at which phagocytosis can be affected in those autoimmune diseases in which the improper phagocytosis play a role in the pathomechanism of the disease. In addition we propose that retinoids might have a role in the regulation of inflammation as well, since cells died during inflammation are also taken up by phagocytosis

Apoptótikus sejtek fagocitózisát szabályozó folyamatok molekuláris mechanizmusa = Molecular mechanism in the regulation of the phagocytosis in apoptotic cells

A szervezetben naponta elhaló sok milliárd sejt hatékony eltávolítása a feltétele annak, hogy ne alakuljanak ki kóros gyulladásos és autoimmun kórképek. Kísérleteink segítségével számos eddig ismeretlen elemét tártuk fel az eltakarító rendszernek. Megállapítottuk, hogy a folyamat szabályozásában lényeges szerepet játszik a fehérjéket keresztkötő transzglutamináz enzim, annak hiányában autoimmun reakció jelenik meg. A transzglutamináz, amelynek új szubsztrátjait ismertük meg és aktivitásának mérésére igen érzékeny módszert dolgoztunk ki, szükséges a sejtek elhalását megelőző sejtéréshez is. Az idegrendszerben az eltakarító mechanizmusok zavara eredményeink szerint transzglutamináz által keresztkötött fehérje zárványok felszaporodáshoz vezet; meghatároztuk hogy milyen fehérjék mely oldalláncai vannak ilyenkor keresztkötve. Az általunk kifejlesztett apopto-fagocita Tachman Low Density Array segítségével párhuzamosan mérni lehet hogy az eltakarító folyamatban szerepet játszó gének kifejeződése hogyan van szabályozva; eredményeink azt mutatják, hogy az elhalt sejteket bekebelező fagociták különbséget tesznek a különböző módon elhalt sejtek között. | The effective removal of the many billions of cells dying in our body every day is necessary to prevent the development of inflammatory and autoimmune diseases. In our experiments several so far unknown elements of this clearance mechanism have been revealed. It has been determined that the protein crosslinking transglutaminase plays an important role in the regulation of this process and the lack of this enzyme leads to autoimmune reactions. The transglutaminase, of which we have found several novel substrates and developed a new activity assay, also plays an important role in the differentiation of cells preceeding their death. The dysregulation of the clearance mechanisms in the central nervous system leads to the accummulation of transglutaminase cross-linked protein aggregates; we have determined which proteins at which residue are crosslinked in these structures. A novel Tachman Low Density Array has been developed for the parallel measurement and study of the regulation of the expression level of those genes which play an important role in the clearance of apoptotic cells; our results show that the engulfing cells can differentiate among dying cells according to the way how their death occured

Protein cross-linking by chlorinated polyamines and transglutamylation stabilizes neutrophil extracellular traps.

Neutrophil extracellular trap (NET) ejected from activated dying neutrophils is a highly ordered structure of DNA and selected proteins capable to eliminate pathogenic microorganisms. Biochemical determinants of the non-randomly formed stable NETs have not been revealed so far. Studying the formation of human NETs we have observed that polyamines were incorporated into the NET. Inhibition of myeloperoxidase, which is essential for NET formation and can generate reactive chlorinated polyamines through hypochlorous acid, decreased polyamine incorporation. Addition of exogenous primary amines that similarly to polyamines inhibit reactions catalyzed by the protein cross-linker transglutaminases (TGases) has similar effect. Proteomic analysis of the highly reproducible pattern of NET components revealed cross-linking of NET proteins through chlorinated polyamines and varepsilon(gamma-glutamyl)lysine as well as bis-gamma-glutamyl polyamine bonds catalyzed by the TGases detected in neutrophils. Competitive inhibition of protein cross-linking by monoamines disturbed the cross-linking pattern of NET proteins, which resulted in the loss of the ordered structure of the NET and significantly reduced capacity to trap bacteria. Our findings provide explanation of how NETs are formed in a reproducible and ordered manner to efficiently neutralize microorganisms at the first defense line of the innate immune system

7DHC-induced changes of Kv1.3 operation contributes to modified T cell function in Smith-Lemli-Opitz syndrome.

In vitro manipulation of membrane sterol level affects the regulation of ion channels and consequently certain cellular functions; however, a comprehensive study that confirms the pathophysiological significance of these results is missing. The malfunction of 7-dehydrocholesterol (7DHC) reductase in Smith-Lemli-Opitz syndrome (SLOS) leads to the elevation of the 7-dehydrocholesterol level in the plasma membrane. T lymphocytes were isolated from SLOS patients to assess the effect of the in vivo altered membrane sterol composition on the operation of the voltage-gated Kv1.3 channel and the ion channel-dependent mitogenic responses. We found that the kinetic and equilibrium parameters of Kv1.3 activation changed in SLOS cells. Identical changes in Kv1.3 operation were observed when control/healthy T cells were loaded with 7DHC. Removal of the putative sterol binding sites on Kv1.3 resulted in a phenotype that was not influenced by the elevation in membrane sterol level. Functional assays exhibited impaired activation and proliferation rate of T cells probably partially due to the modified Kv1.3 operation. We concluded that the altered membrane sterol composition hindered the operation of Kv1.3 as well as the ion channel-controlled T cell functions

Thermogenic Activation Downregulates High Mitophagy Rate in Human Masked and Mature Beige Adipocytes

L