Modulating CD4+ T cell migration in the postischemic liver

Reifart, Jörg (2016): Modulating CD4+ T cell migration in the postischemic liver: hepatic stellate cells as new therapeutic target?. Dissertation, LMU München: Medizinische Fakultät

Abstract

Background. CD4+ T-cells play a critical role during hepatic ischemia-reperfusion (I/R) injury although the mechanisms of their migration in the post-ischemic liver remain unclear. Recent studies suggest that emigrated T-cells are colocalized with hepatic stellate cells (HSCs) during viral hepatitis. We answered the questions of whether hepatic stellate cells (HSCs) interact with CD4+ T-cells during I/R of the liver and whether modulation of HSC activity affects T-cell-dependent I/R injury. Methods. In mice, migration of CD4+ T-cells was analyzed in vivo using conventional intravital microscopy and two-photon microscopy in sham-operated mice and in mice after I/R (90 min/120min). CD4+ T-cell-HSC interactions were visualized after infusion of fluorescence-labeled CD4+ T-cells into Cx3CR1 mice (mice exhibiting GFP-labeled HSCs) after I/R. Because the activation of HSC is controlled by endocannabinoid receptors, CB-1 and CB-2, the mice received treatment before I/R with the CB-2 agonist JWH-133 to reach HSC depletion or the CB-1 agonist arachidonylcyclopropylamide to activate HSCs. Sinusoidal perfusion and liver transaminases were used as markers of I/R injury. Results. Hepatic I/R induced CD4+ T-cell recruitment in sinusoids. More than 25% of adherent CD4+ T-cells were colocalized with HSCs during reperfusion after ischemia, but not in the sham-operated mice. This is suggesting a direct cell-cell interaction. The HSC deactivation with JWH- 133 significantly attenuated the CD4+ T-cell recruitment in the post-ischemic liver and reduced I/R injury as compared to the vehicle-treated group. The HSC hyperactivation by CB-1, however, did not affect T-cell migration and even increased perfusion failure. Conclusion. Our in vivo data suggest i) that CD4+ cells interact with HSC upon their migration thought the endothelial layer; ii) a selective depletion/deactivation of HSC reduces T-cell-dependent I/R injury, whereas a HSC hyperactivation even accelerates the injury. Taken together, HSC might represent a potential target for future therapeutic strategies against T-cell-mediated I/R injury.

Abstract

CD4+T Zellen spielen eine zentrale Rolle während des Ischämie-Reperfusions Schadens. Dennoch sind die genauen Mechanismen der Zell Migration in der post-ischämischen Leber noch nicht verstanden sind. In unserer Studie versuchten wir zu beantworten ob a) die CD4 T-Zellen während Ischämie-Reperfusion mit hepatischen Sternzellen interagieren und ob b) die pharmakologische Beeinflussung der Sternzellaktivität einen protektiven Effekt auf den T-Zell vermittelten I/R Schaden hat. Die Migration von frisch isolierten und mit Immunfluoreszenzfarbstoff markierten CD4 positiven T-Zellen wurde mittels Intravitalmikroskopie in einer Sham- und der I/R Gruppen von Mäusen untersucht. Sinusoidale Leberperfusion und Leberenzyme wurden als Marker zur Abschätzung des Leberzellschadens verwendet. Die in Punk a) postulierte Interaktion zwischen T-Zellen und hepatischen Sternzellen wurde durch Injektion von fluoreszenzmarkierten T-Zellen in post-I/R-Mäuse mit GFP-exprimierenden Sternzellen (Cx3CR1) mittels Two-photon Mikroskopie untersucht. Nachdem in Studien gezeigt wurde, dass hepatische Sternzellen in ihrer Aktivität durch Stimulierung von Endocannabinoidrezeptoren (CB1 /CB2) beeinflusst werden können, erhielten die Tiere in unseren Versuchen entweder den CB-2 Agonist JWH-133 zur Depletion von Sternzellen oder den CB-1 Agonist ACPA zur Aktivierung dieser. Hepatische I/R führte in allen Gruppen zu T-Zell Rekrutierung in den Sinsusoiden. In der JWH-133 Gruppe führte die Deaktivierung der Sternzellen zu einer deutlich verringerten Ansammlung von T-Lymphozyten in die Sinusoide sowie signifikant geringeren hepatischen I/R Schaden verglichen mit den anderen Gruppen. HSC über-Aktivierung durch CB-1 Stimulation hatte keinen Einfluss auf T-Zell Rekrutierung, ging jedoch mit höherem hepatischem Perfusionsversagen einher. Demnach suggerieren unserer Daten, dass a) in der Tat eine Interaction zwischen HSC und T-Zellen während der Postischämie stattfindet und b) selektive Depletion/Deaktivierung von HSC durch CB-2 Agonisten zu geringerem I/R Schaden führt. Somit könnten HSC in Zukunft als ein potentielles Ziel für therapeutische medikamentöse Intervention im Rahmen der T-Zell vermittelten I/R Schaden gesehen werden.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: Liver, Ischemia, T-cells, Hepatic stellate cells
• Themengebiete: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften ; 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 610 Medizin und Gesundheit
• Fakultäten: Medizinische Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 27. Oktober 2016
• 1. Bericht­erstatter:in: Khandoga, Andrej