Analysis of cell-derived microvesicles that represent novel players in intercellular communication  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
73247
Type K
Principal investigator Buzás, Edit Irén
Title in Hungarian A sejtek közti kommunikáció újonnan azonosított mikrovezikulum-útjának vizsgálata
Title in English Analysis of cell-derived microvesicles that represent novel players in intercellular communication
Keywords in Hungarian mikorovezikulum, mikropartikulum, T sejt, antigénbemutató sejt, immunreguláció
Keywords in English microvesicle, microparticle, T cell, antigen presenting cell, immune regulation
Discipline
Immunology (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Ortelius classification: Immunology
Panel Immunity, Cancer and Microbiology
Department or equivalent Dept. of Genetics, Cell- and Immunobiology (Semmelweis University)
Participants Budai, Lívia
Drahos, László
Holub, Marianna Csilla
Kittel, Ágnes
László, Valéria
Molnár, Viktor
Nagy, György
Nyitrayné Pap, Erna
Pállinger, Éva
Pollreisz, Ferenc
Szente-Pásztói, Mária
Vékey, Károly
Starting date 2008-04-01
Closing date 2012-03-31
Funding (in million HUF) 24.000
FTE (full time equivalent) 12.03
state closed project
Summary in Hungarian
Feltehetőleg az elmúlt időszak egyik legalapvetőbb orvosbiológiai jelentőségű felismerésének tekinthető, hogy a sejt eredetű mikrovezikulumok (MV) igen fontos szerepet játszhatnak az intercelluláris kommunikációban. Mikrovezikulumokat (exosomákat, ectosomákat, apoptotikus testeket) a szervezet bármely sejtje képezhet aktivációs vagy apoptózis indukciós hatásra, ezek létezéséről régóta tudunk, azonban mindössze néhány hónapja ismert, hogy a MV-ok átírható mRNS-t és számos szabályozó hatású miRNS-t is képesek rendkívül hatékonyan átvinni egyik sejtből a másikba. A kísérleti tervben vázolt vizsgálatok munkacsoportunknak legalább két éve folyó előkészítő munkáján alapulnak, mely során beállítottuk a MV-ok izolálásának és jellemzésének alapvető rendszereit. A munkaterv első része a különböző T sejt szubpopuláció eredetű MV-ok alapvető szerkezeti jellemzésére vonatkozó kísérleteket tartalmazza (EM vizsgálat, immunfenotipizálás áramlási citometriával, tömegspektrometria, a MV-ok élettartamának és fúziós képességének a vizsgálata). A kísérletek második csoportja olyan funkcionális vizsgálatokat tartalmaz, melyek a T sejt eredetű MV-ok más immunsejtekre gyakorolt hatására irányulnak (sejtproliferációs és apoptózis vizsgálatok, a citokin termelés vizsgálata, microarray alapú génexpressziós vizsgálatok). Végül a tervezett kísérletek harmadik csoportja arra keres választ, milyen in vivo szerepe van a MV-oknak az autoimmunitás kialakításában illetőleg a terhesség alatti anya-magzat kommunikációban.
Summary
One of the major recent breakthroughs in biomedical sciences is the discovery that cell-derived microvesicles play a very important role in intercellular communication. These structures (exosomes, ectosomes, apoptotic bodies) are formed by all cell types of of the body upon activation/apoptotic stimuli. They have been known for a long time, but the fact that they carry and transmit functional mRNAs and regulatory miRNA molecules to other cells has been published only a few month ago. The proposed work outlined in the research plan is preceded by at least two years preparatory work by our team during which basic experimental conditions have been worked out to isolate and characterize microvesicle. The research plan includes basic structural studies to characterize MVs produced by different T cell subsets (EM analysis, immunophenotyping by FACS, mass spectrometry, investigation of the life span and fusibility of MVs). The second set of experiments include functional studies focusing on the biological effects of T cell-derived MVs on other cells of the immune system (testing cell proliferation, apoptosis, cytokine production and gene expression by microarray analysis). The third set of proposed experiments will focus on the in vivo function of MVs in autoimmunity and in the fetomaternal cross talk in pregnancy.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Munkánk során az extracelluláris vezikulák izolálásának és detektálásának számos meghatározó preanalitikai és analitikai paraméterére hívtuk fel a figyelmet. Elsőként mutattunk rá, hogy a mikrovezikulák és a fehérje-aggregátumok biofizikai paraméterei jelentős mértékben átfednek, és ez zavarhatja a mikrovezikulák mérését. Kidolgoztuk annak módszerét, hogy egyazon biológiai forrásból származó különböző vezikula populációkat párhuzamosan, nagy mennyiségben, intakt formában tudjunk izolálni. Összehasonlító proteomikai elemzést végeztünk thymus eredetű apoptotikus testek és mikrovezikulák esetében. Számos T sejt jelátvitelben és immunfolyamatokban szerepet játszó fehérjét és autoantigént azonosítottunk. Igazoltuk, hogy T sejt eredetű citokinek és extracelluláris vezikulák együttes hatását monociták génexpressziójára. Igazoltuk, hogy a mikrovezikulák önálló ionháztartással rendelkeznek. Kimutattuk, hogy thymocyta exoszómák nem tartalmaznak riboszómális RNS-eket, azonban feldúsulnak bennük kis RNS-ek (pl. bizonyos miRNS-ek). Polymyositises betegekben emelkedett keringő mikrovezikula számot mutattunk ki, mely korrelált a betegség bizonyos klinikai paramétereivel. Végül elsőként igazoltuk, hogy egészséges T sejt eredetű mikrovezikulák CD62P-CD161 kölcsönhatás révén specifikusan kötődnek monociták felszínéhez.
Results in English
In our work we drove attention to several pre-analytical and analytical parameters affecting isolation and detection of work extracellular vesicles. We were the first to describe that microvesicles share biophysical parameters with protein aggregates which may confound microvesicle assessment by flow cytometry. We developed protocols for the isolation of large amounts of intact vesicle types secreted simultaneously by the same biological source. We carried comparative proteomic analysis of murine thymus derived apoptotic bodies and microvesicles. We identified large number of proteins involved in T cell signaling or immune functions as well as autoantigens within these structures. We provided evidence fro crosstalk between T cell derived extracellular vesicles and cytokines on the gene expression of monocytes. We have shown that microvesicles possess autonomous ion homeostasis. We found that thymocyte derived exosomes lacked the 18S and 28S ribosomal RNA molecules, while they were enriched in small RNA species (e.g. certain miRNAs). We described that patients with polyomyelitis were characterized by elevated levels of circulating microvesicle. Monocyte- and B cell-derived microvesicle numbers correlated with certain clinical parameters of the diseases. Finally, for the first time we showed that HLA-G+, trophoblast-derived microvesicles isolated from healthy pregnant blood plasma samples, bound specifically to T cells via CD62P-CD161 interaction, and induced STAT3 phosphorylation.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=73247
Decision
Yes





 

List of publications

  
Gyorgy B, Modos K, Pallinger E, Paloczi K, Pasztoi M, Misjak P, Deli MA, Sipos A, Szalai A, Voszka I, Polgar A, Toth K, Csete M, Nagy G, Gay S, Falus A, Kittel A, Buzas EI: Detection and isolation of cell-derived microparticles are compromised by protein complexes due to shared biophysical parameters, Blood, 117:(4) pp. e39-48., 2011
György B, Szabó GT, Pásztói M, Pál Z, Misják P, Aradi B, László V, Pállinger É, Pap E, Kittel Á, Nagy G, Falus A, Buzás EI: Membrane vesicles, current state-of-the-art: Emerging role of extracellular vesicles, Cell Mol Life Sci. 68(16):2667-88., 2011
Turiák L, Misják P, Szabó TG, Aradi B, Pálóczi K, Ozohanics O, Drahos L, Kittel A, Falus A, Buzás EI, Vékey K.: Proteomic characterization of thymocyte-derived microvesicles and apoptotic bodies in BALB/c mice., J Proteomics. 74(10):2025-33., 2011
Pap E, Pállinger E, Falus A, Kiss AA, Kittel A, Kovács P, Buzás EI.: T lymphocytes are targets for platelet- and trophoblast-derived microvesicles during pregnancy., Placenta. 2008 Sep;29(9):826-32, 2008
Baka Z, Senolt L, Vencovsky J, Mann H, Simon PS, Kittel A, Buzás E, Nagy G.: Increased serum concentration of immune cell derived microparticles in polymyositis/dermatomyositis., Immunol Lett. 2010 Feb 16;128(2):124-30. Epub 2010 Jan 4., 2010
Pap E, Pállinger E, Falus A.: The role of membrane vesicles in tumorigenesis., Crit Rev Oncol Hematol. 79(3):213-23., 2011
Nemeth K, Wilson T, Rada B, Parmelee A, Mayer B, Buzas E, Falus A, Key S, Masszi T, Karpati S, Mezey E.: Characterization and function of histamine receptors in human bone marrow stromal cells., Stem Cells. 30(2):222-31, 2012
Stegaev V, Sillat T, Porola P, Hänninen A, Falus A, Mieliauskaite D, Buzás E, Rotar Z, Mackiewicz Z, Stark H, Chazot PL, Konttinen YT.: First identification of the histamine 4 receptors (H(4) R) in healthy salivary glands and in focal sialadenitis in Sjögren's syndrome., Arthritis Rheum. doi: 10.1002/art.34484. [Epub ahead of print], 2012
György B, Tóthfalusi L, Nagy G, Pásztói M, Géher P, Lörinc Z, Polgár A, Rojkovich B, Ujfalussy I, Poór G, Pócza P, Wiener Z, Misják P, Koncz A, Falus A, Buzás EI.: Natural autoantibodies reactive with glycosaminoglycans in rheumatoid arthritis., Arthritis Res Ther. 2008;10(5):R110., 2008
Pásztói M, Nagy G, Géher P, Lakatos T, Tóth K, Wellinger K, Pócza P, György B, Holub MC, Kittel A, Pálóczy K, Mazán M, Nyirkos P, Falus A, Buzas EI.: Gene expression and activity of cartilage degrading glycosidases in human rheumatoid arthritis and osteoarthritis synovial fibroblasts., Arthritis Res Ther. 2009;11(3):R68. Epub 2009 May 14., 2009
Baka Z, Buzás E, Nagy G.: Rheumatoid arthritis and smoking: putting the pieces together., Arthritis Res Ther. 2009 Aug 3;11(4):238., 2009
Nagy G, Koncz A, Telarico T, Fernandez D, Ersek B, Buzas E, Perl A.: Central role of nitric oxide in the pathogenesis of rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus., ARTHRITIS RESEARCH & THERAPY 12:(3) p. 210. (2010), 2010
Pozsonyi E, György B, Berki T, Bánlaki Z, Buzás E, Rajczy K, Hossó A, Prohászka Z, Szilágyi A, Cervenak L, Füst G.: HLA-association of serum levels of natural antibodies., Mol Immunol. 2009 Apr;46(7):1416-23., 2009
Baka Z, Barta P, Losonczy G, Krenács T, Pápay J, Szarka E, Sármay G, Babos F, Magyar A, Géher P, Buzás EI, Nagy G.: Specific expression of PAD4 and citrullinated proteins in lung cancer is not associated with anti-CCP antibody production., Int Immunol. 23(6):405-14., 2011
Wiener Z, Pocza P, Racz M, Nagy G, Tolgyesi G, Molnar V, Jaeger J, Buzas E, Gorbe E, Papp Z, Rigo J, Falus A.: IL-18 induces a marked gene expression profile change and increased Ccl1 (I-309) production in mouse mucosal mast cell homologs., Int Immunol. 2008 Dec;20(12):1565-73. Epub 2008 Oct 21., 2008
Pál Z, Varga Z, Semsei Á, Reményi V, Rózsa C, Falus A, Illes Z, Buzás EI, Molnar MJ.: Interleukin-4 receptor alpha polymorphisms in autoimmune myasthenia gravis in a Caucasian population., Hum Immunol.73(2):193-5., 2012
Pál Z, Antal P, Millinghoffer A, Hullám G, Pálóczi K, Tóth S, Gabius HJ, Molnár MJ, Falus A, Buzás EI: A novel galectin-1 and interleukin 2 receptor β haplotype is associated with autoimmune myasthenia gravis, JOURNAL OF NEUROIMMUNOLOGY, 229:(1-2) pp. 107-111. (2010), 2010
Nagy G, Clark JM, Buzas E, Gorman C, Pasztoi M, Koncz A, Falus A, Cope AP.: Nitric oxide production of T lymphocytes is increased in rheumatoid arthritis., Immunol Lett. 2008 Jun 15;118(1):55-8., 2008
Baka Z, György B, Géher P, Buzás EI, Falus A, Nagy G.: Citrullination under physiological and pathological conditions., Joint Bone Spine. 2012 Feb 24 [Epub ahead of print], 2012
Szebeni A, Prohászka Z, Buzás E, Falus A, Kecskeméti V.: Effects of vaccination with heat shock proteins on streptozotocin induced diabetes in histidine decarboxylase knockout mice., Inflamm Res. 2008 Apr;57(4):178-82., 2008
TG Szabo , R Palotai , P Antal , I Tokatly , L Tothfalusi , O Lund , G Nagy , A Falus and EI Buzas.: Critical role of glycosylation in determining the length and structure of T cell epitopes - As suggested by a combined in silico systems biology approach., Immunome Research, 5:4., 2009 (unofficial impact factor), 2009
Horváth Z, Pállinger E, Horváth G, Nov 19. Jelinek I, Veszely G, Fűrész J, Falus A, Buzás EI.: Extramedullary hematopoiesis is dysregulated in histamine-free histidine decarboxylase knockout (HDC(-/-)) mice., Inflamm Res. 2009 Nov 19, 2009
Srivastava SK, Antal P, Gál J, Hullám G, Semsei AF, Nagy G, Falus A, Buzás EI.: Lack of evidence for association of two functional SNPs of CHI3L1 gene (HC-gp39) with rheumatoid arthritis., Rheumatol Int. 2010 Mar 19., 2010



Back »