A szimpatikus idegrendszer neurotranszmitter szintjét szabályozó mechanizmusok és a gyulladásos mediátorok keletkezése közötti összefüggések vizsgálata = Study of the interaction between the mechanisms controlling the neurotransmitter levels of the sympathetic nervous system and the production of inflammatory mediators

Antidepresszánsokkal MT gátolt és NAT-KO egereken igazoltuk, hogy az extracelluláris MA koncentráció jelentős tényező az immunmodulációban. Akutan az antidepresszánsok gyulladásgátlók, krónikusan azonban nem, azaz sokkal komplexebben, több célponton hatnak. Antidepresszánsok hatására az endotoxin-indukált plazma TNF-a szint szignifikánsan csökken, míg hippokampuszban a drogok immunmoduláns hatása más, szignifikánsan kisebb. Ennek magyarázata az adrenoceptorok megváltozott szenzitivitása ill. a drogoknak az MDR fehérjék által előidézett csökkent mennyisége lehet, amelyet CNS-t is érintő malignus betegségekben is észleltünk. Különbséget mutattunk ki NAT-KO és WT egerekben a periférián és a hippokampuszban észlelhető, LPS-indukált TNF-a szint antidepresszánsal történő modulációjában, és a c-fos és pCREB transzkripciós faktorok aktiválhatóságában is. Új szabályozó mechanizmust ismertünk fel; a stimulus függő adrenerg immunmodulációt. Igazoltuk, hogy ebben tranziens MAP-kináz foszforiláción át a b-adrenerg receptor nemcsak Gs, hanem Gi fehérjéhez is képes kötődni így elsőként mutattuk ki, hogy az immunrendszerben is létrejöhet az eddig csak más szövetek sejtjeiben ismert Gs/Gi átkapcsolás. Eszerint az adrenerg immunmoduláció Janus arcú, azaz az alkalmazott stimulustól függöen akár immunszuppresszáns gyulladásgátló, akár immunaktiváló gyulladásfokozó hatású is lehet. Állatkísérletes és in vitro eredményeink hozzásegítettek egyes humán megbetegedések hátterének jobb megértéséhez. | The importance of MA levels in immunomodulation was demonstrated in NET-KO and in MT blocked mice.As antidepressants were antiinflammatory in acute but not in chronic treatment they might act in a more complex way and on multiple targets.LPS-induced TNF-a level was significantly decreased due to antidepressant treatment, but immunomodulatory effect in the hippocampus was diverse and significantly lower, because of altered sensitivity of adrenergic receptors, or by decreased concentration of the drugs due to the action of MDR proteins that could also be observed in some malignant diseases affecting the CNS.Differences were demonstrated between the plasma and the hippocampus in modulation of the LPS-induced TNF-a levels by antidepressants, and in the activation of c-fos and pCREB transcription factors.A new regulatory mechanism was revealed: the stimulus-dependent adrenergic immunomodulation.This was due to the fact that b-adrenergic receptor was able to bind not only Gs but also Gi protein, via a transient MAPK phosphorylation.We were the first to recognize that Gs/Gi switch could also happen in the immune system as it was described in some other tissues earlier.So adrenergic immunomodulation is Janus faced, i.e. it might be either immunosuppressive, antiinflammatory or immunostimulant, proinflammatory, depending on the stimulus applied.The results of our animal experiments and in vitro studies contribute to a better understanding of the background of certain human diseases

Intesztinális gyulladás ozmotikus regulációja = Osmotic regulation of intestinal inflammation

A projekt során in vitro rendszerben kimutattuk az aktin citoszkeleton fontos szerepét az NF-kappaB aktiváció és a gyulladásos események, például az interleukin-8 és a GRO-a kemokinek génexpressziójának és termelődésének, szabályozásában intesztinális epitéliális sejtekben. In vivo kísérletekben kimutattuk, hogy az intravénásan adott, Na/H-pumpa és epitélsejt Na-csatornákat gátló amiloriddal és a hipertóniás sóoldattal (HTS) történő kezelés a vérzéses sokkból (T/HS) történő újjáélesztés során külön-külön mérsékeli a bélkárosodást, míg kombinációjuk további javulást nem eredményez. Ezzel szemben az amilorid és a HTS mind egyedileg, mind kombinációban alkalmazva csökkentik a T/HS-indukált pulmonáris permeabilitást és neutrofil szekvesztrációt, és együttes alkalmazásuk hatásosabb, mint az egyedi. Az amiloriddal kezelt T/HS állatokból nyert sokk utáni nyirok előaktiváló hatása a neutrofilekre szignifikánsan kisebb, mint a hordozóval kezelt T/HS patkányokból vett nyiroké. Ugyanakkor a sokk utáni nyirokhoz hasonlóan a T/HS utáni plazma gyulladáskeltő hatása csökken, ha amiloriddal kezelt állatokból származik. A bélpermeabilitás funkcionális vizsgálata azt mutatta, hogy a vérzéses sokkon keresztülment patkányok kezelése amiloriddal a bélpermeabilitás szignifikáns csökkenéséhez vezet. Ezek a fontos megfigyelések a bél-indukált tüdőkárosodástól való védelem új mechanizmusára hívják fel a figyelmet. | During this project in vitro we demonstrated the important role of actin cytoskeleton in the regulation of NF-kappaB activation and inflammatory events, for example gene expression and production of interleukin-8 and GRO-a, in intestinal epithelial cells. In vivo we demonstrated that intravenous injection of amiloride, an inhibitor of Na/H-exchange and epithelial Na-channels, and resuscitation with hypertonic saline (HTS), respectively, ameliorate gut injury after trauma-hemorrhagic shock (T/HS), while their combination is not more effective. Contrary, amiloride and HTS both alone and in combination decrease pulmonary permeability and neutrophil sequestration, and they are more effective in combination than alone. The priming effect of post-shock lymph obtained from amiloride-treated T/HS animals was significantly less than that of lymph taken from vehicle treated T/HS animals. Similar to post-shock lymph, the proinflammatory effect of T/HS post-shock plasma was diminished when taken from amiloride-treated animals. The functional study of gut permeability demonstrated that amiloride treatment of rats undergoing T/HS led to a significant decrease in gut permeability when compared with vehicle-treated T/HS-induced animals. Altogether, these are important observations, which suggest a novel mechanism of protection from gut-induced lung injury

Makrofág adenozin receptorok szepszisben = Macrophage adenosine receptors in sepsis

Csoportunk korábbi kísérletek során kimutatta, hogy az adenozin növeli a hőinaktivált Escherichia coli kezelés által indukált IL-10 termelést egér makrofág sejtekben és a Raw 264.7 egér makrofág sejtvonalban is. Munkánk során arra kerestük a választ, hogy mely toll-szerű receptorok (TLR) játszanak szerepet a folyamatban. Kísérleteink során egérből származó intraperitoneális (IP) makrofágokat illetve Raw 264.7 egér makrofág sejtvonalat kezeltünk különböző TLR agonistákkal adenozin jelenlétében illetve hiányában. Eredményeink alapján az IP makrofágoknál a HKLM illetve az LPS, míg a Raw 264.7 sejteknél a PAM3CSK4, az LPS, illetve az ODN1826 kezelés esetében detektáltuk a legnagyobb mennyiségű IL-10 felszabadulást adenozin jelenlétében. Ezek az adatok a TLR2, a TLR4, a TLR1/2, a TLR9 szerepét valószínűsítik. A továbbiakban az adenozin receptor stimulációnak T sejtek aktiváció által indukált sejthalálában (AICD) játszott szerepét vizsgáltuk. Eredményeink szerint az A2A receptor agonista CGS216820-val végzett kezelések csökkentették az AICD során kulcs szerepet játszó Fas receptor illetve liganduma (FasL) kifejeződését, illetve a caspase-3 és PARP apoptotikus fehérjék hasítását.

Role of A2A adenosine receptors in regulation of opsonized E. coli-induced macrophage function

Adenosine is a biologically active molecule that is formed at sites of metabolic stress associated with trauma and inflammation, and its systemic level reaches high concentrations in sepsis. We have recently shown that inactivation of A2A adenosine receptors decreases bacterial burden as well as IL-10, IL-6, and MIP-2 production in mice that were made septic by cecal ligation and puncture (CLP). Macrophages are important in both elimination of pathogens and cytokine production in sepsis. Therefore, in the present study, we questioned whether macrophages are responsible for the decreased bacterial load and cytokine production in A2A receptor-inactivated septic mice. We showed that A2A KO and WT peritoneal macrophages obtained from septic animals were equally effective in phagocytosing opsonized E. coli. IL-10 production induced by opsonized E. coli was decreased in macrophages obtained from septic A2A KO mice as compared to WT counterparts. In contrast, the release of IL-6 and MIP-2 induced by opsonized E. coli was higher in septic A2A KO macrophages than WT macrophages. These results suggest that peritoneal macrophages are not responsible for the decreased bacterial load and diminished MIP-2 and IL-6 production that are observed in septic A2A KO mice. In contrast, peritoneal macrophages may contribute to the suppressive effect of A2A receptor inactivation on IL-10 production during sepsis

Nemszinaptikus transmisszió: egy új megközelítés az alapvető agy funkciók megértéséhez = Nonsynaptic transmission: a new pathway to understand major brain functions

A két-foton mikroszkópia használata új információkat szolgáltatott a nemszinaptikus kölcsönhatásokról szubmikronos anatómiai struktúrákban. Feltérképeztük a technika felhasználásának lehetőségeit a különböző szövetpreparátumok, idegsejttípusok esetében. A membrán Na+/Ca2+ cserélő gátlása elsősorban a dendrittörzsben befolyásolja a szinaptikus Ca2+ tranzienseket, és szabályozza a tüske-dendrit kapcsolatot. A dendritikus Ca2+ válaszok szintjén a noradrenalin pozitív hatású a dendritikus integráció kapacitásaira nézve, elősegíti a dendritikus potenciálok keletkezését, előnyös a munkamemóriára nézve. Kísérleteink feltárták a nikotin sokrétű serkentő hatásait a dendritek funkcióira nézve, így az akciós potenciálok terjedésének erősítését, spontán válaszok kialakulását a piramissejtek tüskéiben, illetve az interneuronok dendrittörzsében. A farmakológiai alkalmazások közül az antidepresszánsok hatásait vizsgáltuk. Elképzelhető, hogy az antidepresszánsok a lassú inaktivált állapot stabilizálásának keresztül gátolják a Na+ csatorna funkciót úgy, hogy segítsék a depressziós neurális "körök" oldódását. A terápia során kialakuló koncentráció viszonyokban a fluoxetin és a dezipramin az NMDA receptorok működését hatékonyan gátolhatják, ami fontos eleme lehet a depresszió oldásának. | The use of two-photon microscopy yielded novel information about the nonsynaptic interactions in submicron anatomical structures. We mapped the applicational possibilities of this technique using various tissue preparations and neuron types. The inhibition of the membrane Na+/Ca2+ exchanger primarily influenced the synaptic Ca2+ transients in the dendrite shaft and regulate locally the dendrite/spine connectivity. At the level of the dendritic Ca2+ responses, noradrenaline has a positive effect on the capacity of dendritic integration, promotes the initiation of dendritic spikes, and enhances working memory. Our experiments revealed that nicotine has multiple effects on dendritic functions including the strengthening the propagation of action potentials in the dendrite and inducing spontaneous responses in dendritic spines of the pyramidal neurons and dendrites of interneurons. Among the pharmacological applications, we studied the effects of antidepressants. It is possible that the antidepressants block the function of the Na+ channel through the stabilization of the inactivated state in a way that helps unbound the depressive "circuits". At therapeutically relevant concentrations fluoxetine and desipramine can efficiently inhibit the function of the NMDA receptor that might be an important element of antidepressive mechanisms

Adenosine A2A receptor activation inhibits T helper 1 and T helper 2 cell development and effector function.

Adenosine is an immunosuppressive nucleoside, and adenosine A(2A) receptors inhibit T-cell activation. We investigated the role of A(2A) receptors in regulating T helper (Th)1- and Th2-cell development and effector function. A(2A)-receptor stimulation suppressed the development of T-cell receptor (TCR) -stimulated naive T cells into both Th1 and Th2 cells, as indicated by decreased IFN-gamma production by cells developed under Th1-skewing conditions and decreased interleukin (IL) -4, IL-5, and IL-10 production by cells developed under Th2-skewing conditions. Using A(2A) receptor-deficient mice, we demonstrate that A(2A) receptor activation inhibits Th1- and Th2-cell development by decreasing the proliferation and IL-2 production of naive T cells, irrespective of whether the cells are expanded under Th1- or Th2-skewing environment. Using in vivo established Th1 and Th2 cells, we further demonstrate the nonselective nature of A(2A) receptor-mediated immunosuppressive effects, because A(2A) receptor activation decreased IFN-gamma and IL-4 secretion and mRNA level of TCR-stimulated effector Th1 and Th2 cells, respectively. A(2A) receptor mRNA expression in both Th1 and Th2 effector cells increased following TCR stimulation. In summary, these data demonstrate that A(2A) receptor activation has strong inhibitory actions during early developmental, as well as late effector, stages of Th1- and Th2-cell responses.Journal ArticleResearch Support, N.I.H. ExtramuralResearch Support, N.I.H. IntramuralResearch Support, Non-U.S. Gov'tinfo:eu-repo/semantics/publishe

Adenosine A2A receptor activation protects CD4+ T lymphocytes against activation-induced cell death

Activation-induced cell death (AICD) is initiated by T-cell receptor (TCR) restimulation of already activated and expanded peripheral T cells and is mediated through Fas/Fas ligand (FasL) interactions. Adenosine is a purine nucleoside signaling molecule, and its immunomodulatory effects are mediated by 4 G-protein-coupled receptors: A1, A2A, A2B, and A3. In this study, we investigated the role of A2A receptors in regulating CD4+ T lymphocyte AICD. Our results showed that the selective A2A receptor agonist CGS21680 (EC50=15.2–32.6 nM) rescued mouse CD4+ hybridomas and human Jurkat cells from AICD and that this effect was reversed by the selective A2A receptor antagonist ZM241385 (EC50=2.3 nM). CGS21680 decreased phosphatidylserine exposure on the membrane, as well as the cleavage of caspase-3, caspase-8 and poly(ADP-ribose) polymerase indicating that A2A receptor stimulation blocks the extrinsic apoptotic pathway. In addition, CGS21680 attenuated both Fas and FasL mRNA expression. This decrease in FasL expression was associated with decreased activation of the transcription factor systems NF-κB, NF-ATp, early growth response (Egr)-1, and Egr-3. The antiapoptotic effect of A2A receptor stimulation was mediated by protein kinase A. Together, these results demonstrate that A2A receptor activation suppresses the AICD of peripheral T cells.—Himer, L., Csóka, B., Selmeczy, Z., Koscsó, B., Pócza, T., Pacher, P., Németh, Z. H., Deitch, E. A., Vizi, E. S., Cronstein, B. N., Haskó, G. Adenosine A2A receptor activation protects CD4+ T lymphocytes against activation-induced cell death