Nestin(+) Tissue-Resident Multipotent Stem Cells Contribute to Tumor Progression by Differentiating into Pericytes and Smooth Muscle Cells Resulting in Blood Vessel Remodeling

Tumor vessels with resistance to anti-angiogenic therapy are characterized by the normalization of the vascular structures through integration of mature pericytes and smooth muscle cells (SMC) into the vessel wall, a process termed vessel stabilization. Unfortunately, stabilization-associated vascular remodeling can result in reduced sensitivity to subsequent anti-angiogenic therapy. We show here that blockade of VEGF by bevacizumab induces stabilization of angiogenic tumor blood vessels in human tumor specimen by recruiting Nestin-positive cells, whereas mature vessels down-regulated Nestin-expression. Using xenograft tumors growing on bone-marrow (BM) chimera of C57Bl/6 wildtype and Nestin-GFP transgenic mice, we show for first time that Nestin(+) cells inducing the maturation of tumor vessels do not originate from the BM but presumably reside within the adventitia of adult blood vessels. Complementary ex vivo experiments using explants of murine aortas revealed that Nestin(+) multipotent stem cells (MPSCs) are mobilized from their niche and differentiated into pericytes and SMC through the influence of tumor-cell-secreted factors. We conclude that tissue-resident Nestin(+) cells are more relevant than BM-derived cells for vessel stabilization and therefore have to be considered in future strategies for anti-angiogenic therapy. The identification of proteins mediating recruitment or differentiation of local Nestin(+) cells with potential stem cell character to angiogenic blood vessels may allow the definition of new therapeutic targets to reduce tumor resistance against anti-angiogenic drugs

Functional characterization of enzymes catalyzing ceramide phosphoethanolamine biosynthesis in mice

Besides bulk amounts of SM, mammalian cells produce small quantities of the SM analog ceramide phosphoethanolamine (CPE). Little is known about the biological role of CPE or enzymes responsible for CPE production. Heterologous expression studies revealed that SM synthase (SMS) 2 is a bifunctional enzyme producing both SM and CPE, whereas SMS-related protein (SMSr) serves as monofunctional CPE synthase. Acute disruption of SMSr catalytic activity in cultured cells causes a rise in endoplasmic reticulum (ER) ceramides, fragmentation of ER exit sites, and induction of mitochondrial apoptosis. To address the relevance of CPE biosynthesis in vivo, we analyzed the tissue-specific distribution of CPE in mice and generated mouse lines lacking SMSr and SMS2 catalytic activity. We found that CPE levels were >300-fold lower than SM in all tissues examined. Unexpectedly, combined inactivation of SMSr and SMS2 significantly reduced, but did not eliminate, tissue-specific CPE pools and had no obvious impact on mouse development or fertility. While SMSr is widely expressed and serves as the principal CPE synthase in the brain, blocking its catalytic activity did not affect ceramide levels or secretory pathway integrity in the brain or any other tissue. Our data provide a first inventory of CPE species and CPE-biosynthetic enzymes in mammals.Peer reviewe

Vascular Wall-Resident CD44+ Multipotent Stem Cells Give Rise to Pericytes and Smooth Muscle Cells and Contribute to New Vessel Maturation

Here, we identify CD44(+)CD90(+)CD73(+)CD34(−)CD45(−) cells within the adult human arterial adventitia with properties of multipotency which were named vascular wall-resident multipotent stem cells (VW-MPSCs). VW-MPSCs exhibit typical mesenchymal stem cell characteristics including cell surface markers in immunostaining and flow cytometric analyses, and differentiation into adipocytes, chondrocytes and osteocytes under culture conditions. Particularly, TGFß1 stimulation up-regulates smooth muscle cell markers in VW-MPSCs. Using fluorescent cell labelling and co-localisation studies we show that VW-MPSCs differentiate to pericytes/smooth muscle cells which cover the wall of newly formed endothelial capillary-like structures in vitro. Co-implantation of EGFP-labelled VW-MPSCs and human umbilical vein endothelial cells into SCID mice subcutaneously via Matrigel results in new vessels formation which were covered by pericyte- or smooth muscle-like cells generated from implanted VW-MPSCs. Our results suggest that VW-MPSCs are of relevance for vascular morphogenesis, repair and self-renewal of vascular wall cells and for local capacity of neovascularization in disease processes

Precipitation with polyethylene glycol followed by washing and pelleting by ultracentrifugation enriches extracellular vesicles from tissue culture supernatants in small and large scales

Extracellular vesicles (EVs) provide a complex means of intercellular signalling between cells at local and distant sites, both within and between different organs. According to their cell-type specific signatures, EVs can function as a novel class of biomarkers for a variety of diseases, and can be used as drug-delivery vehicles. Furthermore, EVs from certain cell types exert beneficial effects in regenerative medicine and for immune modulation. Several techniques are available to harvest EVs from various body fluids or cell culture supernatants. Classically, differential centrifugation, density gradient centrifugation, size-exclusion chromatography and immunocapturing-based methods are used to harvest EVs from EV-containing liquids. Owing to limitations in the scalability of any of these methods, we designed and optimised a polyethylene glycol (PEG)based precipitation method to enrich EVs from cell culture supernatants. We demonstrate the reproducibility and scalability of this method and compared its efficacy with more classical EV-harvesting methods. We show that washing of the PEG pellet and the re-precipitation by ultracentrifugation remove a huge proportion of PEG co-precipitated molecules such as bovine serum albumine (BSA). However, supported by the results of the size exclusion chromatography, which revealed a higher purity in terms of particles per milligram protein of the obtained EV samples, PEG-prepared EV samples most likely still contain a certain percentage of other non-EV associated molecules. Since PEG-enriched EVs revealed the same therapeutic activity in an ischemic stroke model than corresponding cells, it is unlikely that such co-purified molecules negatively affect the functional properties of obtained EV samples. In summary, maybe not being the purification method of choice if molecular profiling of pure EV samples is intended, the optimised PEG protocol is a scalable and reproducible method, which can easily be adopted by laboratories equipped with an ultracentrifuge to enrich for functional active EVs

Morphologische und quantitative Untersuchungen synaptischer Körperchen in Retina und Zirbeldrüse von Säugetieren und Mensch

Um mit sehr hoher Geschwindigkeit Sinnesreize zur Weiterverarbeitung übertragen zu können, besitzen im Ruhezustand Dauerimpulse liefernde Rezeptorzellen in Sinnesorganen, wie z.B. der Netzhaut (Retina), spezialisierte glutamaterge Synapsen, die durch präsynapti-sche Körperchen (SK) charakterisiert sind, die außerdem nur in Parenchymzellen der Zirbel-drüse vorkommen. SK binden mit hoher Affinität Neurotransmittervesikel und zeigen licht- bzw. reizabhängige morphologische Veränderungen. Sie dienen der Speicherung, eventuell auch dem Transport dieser Vesikel zum Ort der Reizübertragung, der nahen aktiven Zone der Ribbonsynapse. Um Dynamik und Funktion der Zellorganellen zu verstehen, ist es wichtig, ihre genaue Topo-graphie und dreidimensionale (3D) Struktur unter verschiedenen Bedingungen zu kennen. So wurden aus Serienschnitten der Retina und Zirbeldrüse mit Hilfe geeigneter, teils selbst programmierter Software 3D-Rekonstruktionen der SK durchgeführt. Untersucht wurden die ersten und zweiten Synapsen der Sehbahn in Retinae von Mensch, Maus und Ratte, Zapfen-terminale des Hühnchens und SK in Zirbeldrüsen von Ratte, Meerschweinchen und Kaninchen. Analysiert wurde zu verschiedenen Zeitpunkten der Photoperiode oder unter experimentellen Bedingungen entnommenes Frischgewebe sowie Material aus Organkultu-ren. Außerdem wurden SK unter diversen Bedingungen quantifiziert, wobei eine neue Zähl-methode entwickelt wurde, die auf einer Modifikation des Disektors basiert und die Quantifi-zierung auch anderer seltener Ultrastrukturen am Elektronenmikroskop ermöglicht. Im Gegensatz zur etablierten Zählmethode, die die Profilzahl von SK in einer definierten Fläche (PZ) angibt, liefert die vorgestellte Methode die aussagekräftigere Zahl der SK in definierten Volumina und hängt weder von deren Form noch Größe ab. Diverse Kalkulationen zeigten, daß eine Umrechnung von am selben Material gewonnenen PZ in validere Disektor Werte nicht präzise genug möglich ist. Um sinnvolle Aussagen zur Quantität von SK machen zu können, ist es daher erforderlich, die Methode für jedes Tier einer identisch behandelten Gruppe anzuwenden. Es konnte gezeigt werden, daß SK eine konstante Dicke von 35 nm haben. In der Retina sind sie meist nur in einer Ebene C-förmig gebogene Bänder, weshalb sie auch als "synaptic ribbons" bezeichnet werden, oder Platten mit Breite zu Höhe Verhältnissen zwischen 6:1 bis 3:1. Die elektronendichten, unter Normalbedingungen durch regelmäßig polymerisierte Dimere des Hauptproteins RIBEYE pentalamellären SK binden über dünne Proteinbrücken glutamathaltige Neurotransmittervesikel. Ihre untere lange schmale Kante ist über feines elektronendichtes Material an einem, als arciform density (ad) bezeichneten Plaque der Zell-membran verankert, der die Form einer gebogenen Rinne hat. Die zumeist senkrecht darauf stehenden SK zeigen an ihrer membranfernen langen Kante zu Beginn der Lichtphase, ins-besondere aber unter Dauerlicht partiell verdickte Ränder, die auf An- bzw. Abbauvorgänge hinweisen. Diese Veränderungen waren nur in Stäbchenterminalen und Pinealozyten in Ver-bindung mit dem Auftreten kleinerer klumpiger bis kugelförmiger SK nachweisbar und zeig-ten sich in den Schnitten als runde oder irreguläre Profile, die dann neben den "üblichen" stabförmigen SK-Anschnitten vorlagen. Die 3D-Rekonstruktion von Stäbchenterminalen der menschlichen Retina zeigte, daß diese entsprechend der Zahl ihrer SK 1-3 Ribbonsynapsen aufweisen. Letztere bestehen aus einem an der Zellmembran senkrecht über eine ad verankerten SK und der aktiven Zone, die einem ca. 200 nm breiten Bereich der Zellmembran in Fortsetzung der ad nach seitlich oben entspricht. Die boomerang- bis hufeisenförmigen SK haben 2 parallele flache Hauptflächen. Postsynaptisch liegen zwei Horizontalzellfortsätze, welche mit variabeln Aufspaltungen von einem engen Hilus aus tief in Stäbchenendkolben invaginiert sind. Sie verbreitern sich termi-nal und zeigen große breite oft aufgefächerte bzw. verzweigte Auftreibungen. Die Ribbon-synapsen sind in die zwischen solchen Endauftreibungen entstehenden Rinnen eingesenkt. Unterhalb ihrer ad berühren sich die Horizontalzellterminale. Etwas darunter enden 1-2 ca. 100 nm breite Bipolarzelldendriten, die vom Zentrum der Invagination des Stäbchenterminals zum Hilus hin dünner werden, um zum Soma invaginierender ON-Bipolarzellen weiterzulau-fen. Da die Zahl der in den Stäbchenendkolben eintretenden Fortsätze variabel ist, fanden sich Konstellationen von 1-3 SK, 1-3 Horizontal- und 1-4 Bipolarzellterminalen, wie sie auch in der Literatur beschrieben sind. Drei zentrale Ausschnitte menschlicher Zapfenpedikel wurden aus lückenlosen Serienschnit-ten mit ihren Mitochondrien, SK und den in Form von Triaden hier invaginierenden postrib-bonsynaptischen Fortsätzen rekonstruiert. Der Grundbauplan der Ribbonsynapsen ist hier dem der Stäbchen ähnlich, jedoch sind die SK kürzer, die Invaginationen deutlich kleiner und nie verzweigt, die Bipolarzelldendriten breiter und die Horizontalzellfortsätze terminal weniger stark und nur rundlich aufgetrieben. Zapfen-SK sind nur in einer Ebene schwach gebogene Bänder. Die gefundene Zahl von Zapfen SK paßt zu Literaturdaten, deren Zusammenfas-sung für Primaten foveanah 10-20 und peripher 30-40 SK zeigt. In Bipolarzellaxonen des Menschen waren SK nicht immer über leistenartige Membranplaques am Plasmalemm ver-ankert. Die hier flachen Ribbonsynapsen zeigten kleinere bandförmige oder nur ca. 250 x 150 x 35 nm große plattenförmige SK mit etwas größerem Abstand zu den aktiven Zonen als in Photorezeptoren. Bei BALB/c Mäusen, deren SK besonders deutlich auf Veränderungen der Photoperiode oder experimentelle Bedingungen reagieren, zeigten Rekonstruktionen von Stäbchenribbon-synapsen am Ende der Dunkelphase band- bis boomerangförmige SK und weder Klumpen noch Kugeln. Im ersten Drittel und gegen Ende der Lichtphase fanden sich jedoch ca. 20 Prozent solch veränderter SK. Gleichzeitig waren die mittleren Abschnitte vieler SK unter beiden Lichtbedingungen dünner als am Ende der Dunkelphase. Die langen, oft mehrfach gebogenen und verdrehten Zapfen-SK dieser Mäuse waren unabhängig von den Lichtbedin-gungen oft deutlich größer als die der Stäbchen, wohingegen beim Menschen Zapfen-SK re-lativ gerade, bandförmige Zellorganellen geringerer Größe als in Stäbchen darstellten. Während in Stäbchenterminalen nur ausnahmsweise mehr als ein größeres bandförmiges SK (neben eventuellen kugelförmigen) vorlag, zeigten sich in den Zapfen orts- und spezies-abhängig 15 bis über 25 meist bandförmige Organellen, die in wenigen Fällen mit zwei ge-legentlich sogar 3 verschiedenen Triaden aus 2 Horizontal- und einem Bipolarzellfortsatz ver-bunden waren. Dies ist bei BALB/c Mäusen, die weniger, aber größere Zapfen-SK zeigten, häufiger als beim Menschen. Die SK der Bipolarzellen in der inneren plexiformen Schicht waren speziesübergreifend meist lange Bänder oder kleine Platten mit ca. 250 x 150 nm großen Hauptflächen und nur ge-ringen Verdrehungen. Verschiedene Bipolarzelltypen haben unterschiedlich viele SK. Im Rahmen der Arbeit erstmals erstellte 3D-Rekonstruktion ektopischer synaptischer Körper-chen (eSK) konnten belegen, daß diese in Bipolarzelldendriten lokalisiert sind. Die kleinen, leicht gebogenen, 35 nm dicken Platten, deren große Oberflächen Dimensionen von meist nur ca. 100 x 200 nm hatten, sind praktisch nie an der Zellmembran verankert, sondern ste-hen in einigen Fällen über zu langen Tubuli fusionierte Vesikel mit dem Interzellularspalt in Verbindung. Dies könnte ein Hinweis auf eine "compound" Endo- oder Exozytose sein. Sel-ten finden sich zwei, ausnahmsweise auch drei parallel zueinander angeordnete SK im Inne-ren der Bipolarzelldendriten, meistens nahe deren Eintritt in Stäbchenendkolben. Im Gegen-satz zur Ratte fanden sich eSK bei seit Geburt unter Dauerdunkelheit gehaltenen BALB/c Mäusen sogar im in Stäbchen- bzw. Zapfenterminal invaginierten Abschnitt von Bipolarzell-dendriten. Neben plattenförmigen SK lagen bei diesen Mäusen auch innen hohle klumpen-förmige Organellen in Stäbchenbipolarzelldendriten vor. Unter Organkultur und Ca++-Entzug fanden sich in Stäbchen die massivsten Veränderungen von SK, die entweder als Klumpen oder Kugeln vorlagen oder massive Protrusionen an ei-nem kleinen plattenförmigen Abschnitt zeigten, der noch an der ad befestigt blieb. Die Be-funde deuten darauf hin, daß Licht über Kalziumentzug zu Verklumpungen an SK und zur Abschnürung von klumpen- bis kugelförmigen SK Fragmenten führt. Bei der Rekonstruktion mit anti-β-Dystroglykan Immunogold-markierter Zapfenterminalen der Hühnchenretina konnte erstmals gezeigt werden, daß sich dieses zum Dystrophin-assozierten Glykoproteinkomplex gehörende Protein in perisynaptischen Fortsätzen der Pho-torezeptoren seitlich und an ihren Spitzen fand, während Horizontal- und Bipolarzellfortsätze nicht markiert waren. Dies deutet auf eine neue strukturelle oder funktionelle Domäne in Pho-torezeptorterminalen hin, die eine noch im Detail zu klärende Rolle bei der synaptischen Transmission spielt, da bei Mutationen im Dystrophin-assoziierten Proteinkomplex eine Ver-änderung der synaptischen Kommunikation in der äußeren plexiformen Schicht zu beobach-ten ist. In der Zirbeldrüse sind die meisten SK wenig gebogene, flache, plattenförmige Strukturen, die bei der Ratte meist ca. 300x150x35 nm groß sind. Daneben gibt es deutlich längere bandförmige Organellen und unter Normalbedingungen bei Ratte und Hühnchen praktisch keine, bei Meerschweinchen nur wenige klumpige oder kugelförmige SK. Pinealozyten der Meerschweinchenzirbeldrüse weisen üblicherweise Felder parallel gruppierter plattenförmi-ger synaptischer Körperchen auf. Unter Dauerlicht zeigten sich an der Membran benachbar-ter Zellen einander gegenüberliegende Felder stark verbogener, partiell verdickter SK, die vermutlich aus verschmolzenen Einzelplatten entstanden waren sowie deutlich mehr kugeli-ge bzw. klumpige SK. Die Organellen nehmen nachts an Größe zu, wodurch sich ihre Ober-fläche vergrößert, bei Ratten nimmt sie um 19,3 Prozent von 0,041 auf 0,0501 µm² zu. Da die plattenförmigen SK eine konstante Dicke von 35 nm hatten, läßt sich so ein durchschnitt-liches Volumen von 1,47x10-3 µm³ für 12.00 und von 1,75x10-3 µm³ für Mitternacht mit einer Zunahme von 0,28x10-3 µm³ (entspricht 19,3 %) errechnen. Der Vergleich von Pinealocyten-SK von unter LD 4:20 zu LD 20:4 gehaltenen Ratten zeigte unter LD 20:4 insignifikant mehr SK, die signifikant längere Profile hatten, was auf eine Größenzunahme der Organellen hin-deutet. Überlegungen und mathematische Berechnungen, was Profillängenmessungen bedeuten und wieviele Profile für sinnvolle Vergleiche ausgewertet werden müßten, werden kritisch diskutiert. Die selbst erhobenen Befunde werden im Kontext mit allen verfügbaren Literaturdaten de origine, dem Auftreten von SK in der Ontogenese sowie SK betreffenden pathologischen und Altersveränderungen betrachtet. Hierbei deutet die Analyse der Chronobiologie von SK in quantitativer und morphologischer Hinsicht auf eine Abhängigkeit von der Photoperiode bzw. Licht und Dunkelheit und nicht auf eine endogene zirkadiane Rhythmik hin. Die oberhalb funktionell wichtiger Ca++-Känale lokalisierten SK setzen in Photorezeptoren die Lichtinformation in exozytierte Glutamatquanten um, wobei das Glutamat an verschiedenen postsynaptischen Orten wirkt. Die zuvor nie so anschaulich durch 3D-Stereoanimationen visualisierten Befunde zeigen, daß die Morphologie von SK hier für eine maximal schnelle Freisetzung der gebundenen Transmittervesikel an in unmittelbarer Nähe gelegenen aktiven Zonen der Ribbonsynapsen optimiert ist. Der molekulare Aufbau von SK wird ultrastrukturell nachvollzogen und die Funktion der Organellen diskutiert. Diesbezüglich ist die Vesikelspei-cherung erwiesen, das "Priming" für die Exozytose beinahe bewiesen, eine Koordinations-funktion für multivesikuläre Transmitterfreisetzung ist denkbar, während eine Förderband-funktion eher unwahrscheinlich ist. In breve haben die im Rahmen dieser Habilitation ge-wonnenen Erkenntnisse und entwickelten Methoden einige Beiträge zur Klärung des mor-phologisch funktionellen Gesamtverständnisses der Ribbonsynapsen geleistet

Protection of Oligodendrocytes Through Neuronal Overexpression of the Small GTPase Ras in Hyperoxia-Induced Neonatal Brain Injury

Prematurely born infants are highly susceptible to various environmental factors, such as inflammation, drug exposure, and also high environmental oxygen concentrations. Hyperoxia induces perinatal brain injury affecting white and gray matter development. It is well known that mitogen-activated protein kinase signaling is involved in cell survival, proliferation, and differentiation. Therefore, we aim to elucidate cell-specific responses of neuronal overexpression of the small GTPase Ras on hyperoxia-mediated brain injury. Six-day-old (P6) synRas mice (neuronal Ras overexpression under the synapsin promoter) or wild-type littermates were kept under hyperoxia (80% oxygen) or room air (21% oxygen) for 24 h. Apoptosis was analyzed by Western blot of cleaved Caspase-3 and neuronal and oligodendrocyte degeneration via immunohistochemistry. Short-term differentiation capacity of oligodendrocytes was assessed by quantification of myelin basic protein expression at P11. Long-lasting changes of hyperoxia-induced alteration of myelin structures were evaluated via transmission electron microscopy in young adult animals (P42). Western blot analysis of active Caspase-3 demonstrates a significant upregulation in wild-type littermates exposed to hyperoxia whereas synRas mice did not show any marked alteration of cleaved Caspase-3 protein levels. Immunohistochemistry revealed a protective effect of neuronal Ras overexpression on neuron and oligodendrocyte survival. Hyperoxia-induced hypomyelination in wild-type littermates was restored in synRas mice. These short-term protective effects through promotion of neuronal survival translated into long-lasting improvement of ultrastructural alterations of myelin sheaths in mice with neuronal overexpression of Ras compared with hyperoxic wild-type mice. Our data suggest that transgenic increase of neuronal Ras activity in the immature brain results in secondary protection of oligodendrocytes from hyperoxia-induced white matter brain injury

Adaptation of the disector method to rare small organelles in TEM sections exemplified by counting synaptic bodies in the rat pineal gland

The disector is the only objective method for quantifying particles of variable size in a given volume. With this method, cell organelles are identified on adjacent sections, but only those present in one section are counted. When counting extremely rare structures in transmission electron microscope sections (physical disector), the usual procedure of counting on electron micrographs is limited for economic reasons (e.g. micrographs highly outnumbering the investigated structures). Hence, to apply this unbiased stereological method, a modification of the physical disector concerning 3 aspects has been developed. (1) The prerequisite of screening large corresponding tissue areas (here ∼65000 μm(2)) was fulfilled by examining tissue areas along the edges of ultrathin sections. (2) The size of the counting frame was determined by measuring the lengths of the section margins (minus a guard area) by means of a Morphomat. This value was multiplied by the width of the investigated tissue zone, corresponding to the diameter of the electron microscope viewing screen. (3) Disector counting was carried out simultaneously on both sections (bidirectional disector) to improve efficiency. In the present study tiny synaptic bodies (SBs) were quantitated by disector in a rat pineal gland, yielding ∼30 SBs/1000 μm(3). By contrast, single section profile counts of SBs amounted to 90 SBs/20000 μm(2). Since the presently described adaptation of the disector is time-consuming, it is proposed to determine a proportion factor allowing to estimate number of structures per volume based on single section profile counts. This would decrease the evaluation time by more than 50%

Tumor and Endothelial Cell-Derived Microvesicles Carry Distinct CEACAMs and Influence T-Cell Behavior

Normal and malignant cells release a variety of different vesicles into their extracellular environment. The most prominent vesicles are the microvesicles (MVs, 100-1 000 nm in diameter), which are shed of the plasma membrane, and the exosomes (70-120 nm in diameter), derivates of the endosomal system. MVs have been associated with intercellular communication processes and transport numerous proteins, lipids and RNAs. As essential component of immune-escape mechanisms tumor-derived MVs suppress immune responses. Additionally, tumor-derived MVs have been found to promote metastasis, tumor-stroma interactions and angiogenesis. Since members of the carcinoembryonic antigen related cell adhesion molecule (CEACAM)-family have been associated with similar processes, we studied the distribution and function of CEACAMs in MV fractions of different human epithelial tumor cells and of human and murine endothelial cells. Here we demonstrate that in association to their cell surface phenotype, MVs released from different human epithelial tumor cells contain CEACAM1, CEACAM5 and CEACAM6, while human and murine endothelial cells were positive for CEACAM1 only. Furthermore, MVs derived from CEACAM1 transfected CHO cells carried CEACAM1. In terms of their secretion kinetics, we show that MVs are permanently released in low doses, which are extensively increased upon cellular starvation stress. Although CEACAM1 did not transmit signals into MVs it served as ligand for CEACAM expressing cell types. We gained evidence that CEACAM1-positive MVs significantly increase the CD3 and CD3/CD28-induced T-cell proliferation. All together, our data demonstrate that MV-bound forms of CEACAMs play important roles in intercellular communication processes, which can modulate immune response, tumor progression, metastasis and angiogenesis

Acid ceramidase of macrophages traps herpes simplex virus in multivesicular bodies and protects from severe disease

Macrophages have important protective functions during infection with herpes simplex virus type 1 (HSV-1). However, molecular mechanisms that restrict viral propagation and protect from severe disease are unclear. Here we show that macrophages take up HSV-1 via endocytosis and transport the virions into multivesicular bodies (MVBs). In MVBs, acid ceramidase (aCDase) converts ceramide into sphingosine and increases the formation of sphingosine-rich intraluminal vesicles (ILVs). Once HSV-1 particles reach MVBs, sphingosine-rich ILVs bind to HSV-1 particles, which restricts fusion with the limiting endosomal membrane and prevents cellular infection. Lack of aCDase in macrophage cultures or in Asah1−/− mice results in replication of HSV-1 and Asah1−/− mice die soon after systemic or intravaginal inoculation. The treatment of macrophages with sphingosine enhancing compounds blocks HSV-1 propagation, suggesting a therapeutic potential of this pathway. In conclusion, aCDase loads ILVs with sphingosine, which prevents HSV-1 capsids from penetrating into the cytosol