Immunology (Council of Medical and Biological Sciences)
70 %
Otorhynolaryngology, ophthalmology (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Panel
Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent
Department of Physiology (University of Debrecen)
Starting date
2007-07-01
Closing date
2010-12-31
Funding (in million HUF)
11.592
FTE (full time equivalent)
1.09
state
closed project
Summary in Hungarian
Az immunrendszer részeként, a szem szaruhártya epitélsejtjeinek kulcsfontosságú szerepük van a patogének elleni első védelmi vonal kialakításában. A szaruhártya épségét főként a mikroorganizmusok ill. az UV-B sugárzás veszélyezteti. Egér és humán szaruhártyán membránhoz kötött Toll-like Receptor (TLR) expresszióját mutatták ki, melyek a természetes immunitás mintázat felismerő molekulái közé tartoznak, s NFkB útvonalakon keresztül citokinek termelését szabályozzák. Hozzájuk hasonló, de intracellulárisan található molekulák a néhány éve leírt Caterpiller család molekulái (Nalp/Nod), melyek sejten belüli patogén ill. saját károsodott molekula mintázatokat ismernek fel, fehérjekomplexeket (pl. inflammoszóma) alkothatnak és a TLR-hez hasonló módon citokintermelést szabályoznak. Előkísérleteink során RT-PCR technikával humán primer szaruhártya epitél sejtekbők kimutattuk számos Nalp/Nod konstitutív expresszióját, valamint HaCaT és leukocita sejtvonalakon az indukálható expressziót. Vizsgálni kívánjuk humán primer egészséges és beteg szemminták Nalp/Nod expresszióját Q-PCR és Western-blot technikával, HCE-T sejtvonalon TLR agonisták és UV-B besugárzás alkalmazásával a Nalp/Nod indukálható expresszióját, ill. Nalp/Nod-siRNS felhasználásával az NFkB útvonal szabályozását és párhuzamosan a sejtek citokin termelést. Célunk a Caterpiller molekulacsalád jelenlétének és a szem természetes immunitásának kialakításában betöltött szerepének vizsgálata, melyről jelenleg nincsenek ismereteink.
Summary
As part of the immune system, corneal epithelial cells have a crucial role in the defence against pathogens. The integrity of the cornea is endangered mainly by micro-organisms and UV-B irradiation. Cornea originated from mice and human was shown to express membrane bound Toll-Like Receptors (TLRs) that belong to the pattern recognition receptors (PRR) of the innate immunity and regulate the expression of several cytokines via NFkB pathway. Caterpiller molecules (Nalp/Nod) resemble to TLRs, but located in the cytosol and recognize intracellular pathogens or damaged self-molecules. They are capable of complex formation (e.g. inflammosome) and regulation of cytokine production. In preliminary studies using RT-PCR technique we have proven the constitutive expression of several Nalp/Nod molecules in human primary corneal epithelial cells, and inducible expression was proven in HaCaT and leukocyte cell lines. We plan to study the expression of Nalps/Nods in samples of human primary cells from healthy and pathological patients using Q-PCR and Western-blot techniques. We will study the inducible expression of these molecules upon treatment with TLR agonists and following UV irradiation in HCE-T cell line. With siRNA method we would like to study the regulation of NFkB pathway and the production of cytokines of the cell line in parallel. We aimed to find some explanation on the presence and the role of Caterpiller molecules in the functioning of the innate immunity of the eye.
Final report
Results in Hungarian
Munkánk során humán korneális epitélsejteken és keratinocitákon vizsgáltuk az intracelluláris mintázatfelismerő Nod-like receptor (NLR) család expresszióját és a fehérjék lehetséges szerepét. Kimutattuk, hogy (1) UV-B sugárzás hatására az NLR tagok expressziója csökken; (2) a korneális epitél sejtvonal (HCE-T) nem expresszálja az inflammoszoma ASC adaptor molekuláját és feltehetően ez a magyarázzata annak, hogy ezek a sejtek nem képesek IL-1beta termelésre; (3) a Nod2-szignaloszoma, amely főként a bakteriális fertőzések elleni védekezésben vesz részt, jól működik a sejtvonalban; (4) limbális őssejtekből (LSC) differenciáltatott epitél sejtek expresszálják az NLR-eket; (5) ezek gén szintű expressziója összevethető a fotorefraktív keratektómiából (PRK) származó primer korneális epitél sejtek NLR expressziójával; (6) LSC sejteken beállítottuk a Pseudomonas aeruginosa fertőzést az NLR-ek működésének további vizsgálataihoz; (7) humán primer keratinocitákon a TLR agonisták közül egyedül a duplaszálú RNS-t mimikáló polyIC képes IL-1beta termelést indukálni; (8) a polyIC indukálja a Nalp3 inflammoszoma tagok expresszióját, fokozza a kaszpáz-1 enzim aktivitását, továbbá kaszpáz-1 inhibitorral gátolható az IL-1beta termelés; (9) polyIC kezelés hatására indukálódik a Nod2 expressziója és ezt követően a Nod2 specifikus ligand (MDP) kezelés szinergista módon fokozza a gyulladásos citokinek (IL-6, IL-8, TNF) és az antimikrobiális peptidek (beta-defensin, CAMP) expresszióját.
Results in English
In our work, we studied the expression and function of the intracellular pattern recognition receptor family, Nod-like receptors (NLRs) in human corneal epithelial cells and in keratinocytes. We found that (1) the expression of NLRs is decreased by UV-B irradiation; (2) the corneal epithelial cell line (HCE-T) fails to express the inflammasome adaptor ASC which results in the loss of IL-1beta expression in these cells; (3) the Nod2-signalosome, which participates in the responses against bacterial infections, functions properly in this cell line; (4) limbal stem cell (LSC) derived corneal epithelial cells express NLRs; (5) the expression level of NLRs from LSC is comparable with the NLR expression from photorefractive ceratectomy (PRK); (6) we established the Pseudomonas aeruginosa infection on LSCs to study the NLR function; (7) on human primary keratinocytes only the double stranded RNA-mimicking polyIC is able to induce the secretion of IL1-beta; (8) polyIC induces the expression of Nalp3 inflammosome components, induces caspase-1 enzymatic activity and caspase-1 inhibitor reduces IL-1beta production; (9) polyIC induces the expression of Nod2 and subsequent treatment with Nod2-specific agonist (MDP) synergistically induces the production of inflammatory cytokines (IL6, IL8, TNF) and antimicribial peptides (beta-defensin, CAMP).
Aliz Varga, Marietta Margit Budai, Réka Albert, Adrienn Csutak, Éva Rajnavölgyi, Goran Petrovszki, József Tőzsér, Szilvia Benkő.: Expression of Nod-like receptors in limbal stem cell-derived corneal epithelial cells., Conference: „Stem cell research in focus”. Stem cell research regarding cardiovascular system., 2011
• Marietta Margit Budai, Aliz Varga, Adrienn Csutak, Réka Albert, Goran Petrovszki, Éva Rajnavölgyi, József Tőzsér, Szilvia Benkő: Expression of IL-32 in limbal stem cell-derived corneal epithelium. Conference: „Stem cell research in focus”. Stem cell research regarding cardiovascular system, Stem cell research regarding cardiovascular system, conference, 2011
Petrovski G, Ayna G, Májai G, Hodrea J, Benkő S, Mádi A, Fésüs L.: Phagocytosis of cells dying through autophagy induces inflammasome activation and IL-1β release in human macrophages., Autophagy., 2010
• Varga Aliz, Budai Marietta Margit, Csutak Adrienn, Albert Réka, Goran Petrovski, Rajnavölgyi Éva, Tőzsér József, Benkő Szilvia: A dsRNS analóg Poly(I:C) hatása a Nod2 szignaloszomára humán corneális epithél sejtekben., A Magyar Immunológiai Társaság XXXIX. Vándorgyűlése, 2010
Tóth BI*, Benko S*, Szöllosi AG, Kovács L, Rajnavölgyi E, Bíró T. (*megosztott szerzők): Transient receptor potential vanilloid-1 signaling inhibits differentiation and activation of human dendritic cells., FEBS Letters, 2009
• Szilvia Benkő, Aliz Varga, Attila Balogh, Gabriella Miklóssy, Gabriella Emri, Éva Remenyik, József Tőzsér, Éva Rajnavölgyi: Poly(I:C) regulates the expression of Nod-like receptors and induce caspase-1 dependent IL-1beta secretion in human keratinocytes., TOLL2008: RECENT ADVANCES IN PATTERN RECOGNITION, Abstract No.79, 2008
Szilvia Benko, Jozsef Tozser, Gabriella Miklossy, Aliz Varga, Janos Kadas, Adrienne Csutak, Anddras Berta, Eva Rajnavolgyi: Constitutive and UV-B modulated transcription of Nod-like receptors and their functional partners in human corneal epithelial cells, Molecular Vision 2008; 14:1575-1583, 2008
Emri G*, Benko S*, Balogh A., Varga A.,Remenyik E., Rajnavolgyi E (*megosztott szerzők): Study of mRNA expression of the CIITA transactivator in human keratinocytes, 37th Annual Meeting of the European Society for Dermatological Research (ESDR, 2007
Varga A, Balog A, Emri E, Remenyik E., Rajnavolgyi E., Benko S.: The effect of polyIC on the expression of Nod-like receptors in human keratinocytes, Annual Meeting of the Hungarian Immunology Society, 2007
Events of the project
2012-02-14 08:31:16
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: ÁOK Immunológiai Intézet (Debreceni Egyetem), Új kutatóhely: ÁOK Élettani Intézet (Debreceni Egyetem).
