Neonatal plasmacytoid dendritic cells at the interface of innate and adaptive immunity = Neonatale plasmazytoide dendritische Zellen - an der Schnittstelle zwischen angeborener und adaptiver Immunität

Human cord blood plasmacytoid dendritic cells (PDC) react to stimulation with CPG A and CPG B with an increase in cell surface activation and maturation markers and cytokine production, similar to adult PDC. Intracellular phosphorylation in neonatal PDC did not benefit from CPG stimulation, in contrast to adult PDC. Cord blood PDC primed with CPG A, CPG B and CD40L do not promote division of autologous T cells contrary to adult PDC. Priming of neonatal PDC with CPG A or CPG B does not induce a clear bias in T helper cell response towards Th1 or Th2 while adult PDC trend towards a Th2 response.

Einfluss subviraler Partikel des humanen Cytomegalovirus auf die Induktion der antiviralen Immunantwort

Das humane Cytomegalovirus (HCMV) ist ein opportunistischer Krankheitserreger, der insbesondere bei Patienten mit unreifem oder geschwächtem Immunsystem schwere, teilweise lebensbedrohliche Erkrankungen verursacht. Aufgrund der klinischen Relevanz wird die Entwicklung einer Impfung gegen HCMV mit großem Nachdruck verfolgt. Subvirale Partikel des HCMV, sogenannte Dense Bodies (DB), stellen eine vielversprechende Impfstoff-Grundlage dar. Die innere Struktur der Partikel besteht aus viralen Proteinen, die als dominante Antigene der zellulären Immunantwort gegen HCMV identifiziert wurden. Die äußere Hülle der Partikel entspricht der Virushülle, sie enthält die viralen Oberflächenproteine als Zielantigene der neutralisierenden Antikörper (NTAk)-Antwort in ihrer natürlichen Konformation. Die für ein Totantigen außergewöhnlich hohe Immunogenität der Partikel wurde bereits in Vorarbeiten dokumentiert. Ein Ziel dieser Arbeit war es, den molekularen Hintergrund für die herausragenden, immunogenen Eigenschaften von DB aufzuklären. Im ersten Teil der Arbeit wurde daher die Hypothese geprüft, dass DB geeignet sind, die Ausreifung und Aktivierung von dendritischen Zellen (DC) zu vermitteln und damit deren Fähigkeit zur Antigenpräsentation zu stimulieren. Derart aktivierten DC kommt eine wichtige Rolle beim Priming der T-lymphozytären Immunantwort zu. In der Tat konnte gezeigt werden, dass die Behandlung von unreifen dendritischen Zellen (iDC) mit DB zu verstärkter Expression von solchen Molekülen auf der DC-Oberfläche führt, die mit Ausreifung der Zellen verknüpft sind. Der Nachweis der verstärkten Freisetzung proinflammatorischer Zytokine belegte die Aktivierung der Zellen im Sinne einer entzündlichen Reaktion. Die erfolgreiche Stimulation von CD4 und CD8 T-Lymphozyten durch DB-behandelte DC belegte schließlich die funktionelle Relevanz der Ergebnisse. Zusammengefasst konnten in diesem Abschnitt der Arbeit die molekularen Grundlagen der adjuvanten Wirkung von DB aufgeklärt werden. rnIn einem zweiten Abschnitt wurde die NTAk-Antwort nach DB-Immunisierung näher untersucht. Der humoralen Immunantwort kommt eine entscheidende Bedeutung bei der Prävention der HCMV-Übertragung zu. Hier galt es zu prüfen, welchen Einfluss stammspezifische Unterschiede in der Expression viraler Oberflächenproteine auf die Induktion der NTAk-Antwort nach DB-Immunisierung nehmen. Im Fokus stand dabei die variable Expression des pentameren Proteinkomplexes aus den viralen Proteinen gH/gL/pUL128-UL131A. Dieser Komplex wird nur von kliniknahen HCMV-Stämmen (HCMVKlin) exprimiert und ist für deren breiten Zelltropismus verantwortlich. Der pentamere Komplex fehlte in allen bisherigen Analysen der DB-Immunogenität, die auf der Grundlage von Laborstämmen des HCMV (HCMVLab) durchgeführt worden waren. Ein erster Versuchsansatz zeigte, dass die NTAk-Antwort, die durch DB von HCMVLab (DBLab) induziert wird, auch gegen die Infektion mit HCMVKlin einen gewissen Schutz vermittelt. Dies war ein überraschender Befund, da Antikörpern gegen den pentameren Komplex eine entscheidende Rolle bei der Neutralisation von HCMVKlin zugeschrieben wurde. Die Ergebnisse zeigten jedoch, dass Antikörper gegen andere Zielstrukturen zur Neutralisation von HCMVKlin beitragen. Hieraus resultierte unmittelbar die Frage, inwieweit eine Aufnahme des pentameren Komplexes in einen DB-basierten Impfstoff überhaupt notwendig war. Um dies zu beantworten war es notwendig, DB herzustellen, die den pentameren Komplex enthielten. Hierzu wurde ein HCMVLab durch Mutagenese des 235 kpb Genoms so modifiziert, dass von dem resultierenden Stamm der pentamere Komplex exprimiert wurde. In gereinigten DB dieses Stammes konnten die Komponenten des pentameren Komplexes nachgewiesen werden. Die Seren von Tieren, die mit DB dieses neuen Stammes immunisiert wurden, zeigten in der Tat eine deutlich gesteigerte Kapazität zur Neutralisation von HCMVKlin auf verschiedenen Zielzellen. Diese Ergebnisse unterstreichen schlussendlich, dass die Expression des pentameren Komplexes einen Vorteil bei der Induktion der antiviralen NTAk-Antwort erbringt. Zusammengefasst liefern die Erkenntnisse aus dieser Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der immunogenen Wirkung von DB. Auf dieser Grundlage war es nunmehr möglich, ein Projekt zur Austestung der DB-Vakzine in einer ersten klinischen Studie zu initiieren.

Einfluss Zelltod-inhibierender Proteine des murinen Cytomegalovirus auf die Initiation der antiviralen CD8 T-Zellantwort

Die Inhibition des programmierten Zelltods ist ein essentieller Faktor der viralen Replikationsfähigkeit. Das murine Cytomegalovirus kodiert deshalb für verschiedene Zelltod-inhibierende Gene, um dem programmierten Zelltod zu entgehen bis die Virusproduktion abgeschlossen ist. Da die Expression des viralen anti-apoptotischen Gens M36 infizierte Makrophagen vor der Apoptose schützt (Menard et al., 2003), wurde in der vorliegenden Arbeit unter Verwendung der Deletionsmutante mCMV-ΔM36 (ΔM36) der Einfluss von Apoptose auf das Priming Epitop-spezifischer CD8 T-Zellen untersucht.rnInteressanterweise waren die Frequenzen mCMV-spezifischer CD8 T-Zellen nach Infektion mit ΔM36 für alle getesteten Epitope sowohl im Haplotyp H-2d als auch im Haplotyp H-2b deutlich erhöht. Zusätzlich konnte mit Hilfe der mCMV-ORF-Library eine Verbreiterung des CD8 T-Zellepitop-Repertoire nach Infektion mit ΔM36 nachgewiesen werden, was neben der quantitativen auch eine qualitative Steigerung des CD8 T-Zell-Primings aufzeigt.rnIn der funktionellen Revertante ΔM36-FADDDN wird die anti-apoptotische Funktion durch eine dominant-negative Form des zellulären Adapterproteins FADD (FADDDN) substituiert (Cicin-Sain et al., 2008), die das Apoptose-Signaling verhindert. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Expression von FADDDN nicht nur den Apoptose-Phänotyp wieder revertiert, sondern auch die Verbesserung des CD8 T-Zell-Primings aufhebt. Diese Beobachtung belegt eindeutig, dass das verbesserte CD8 T-Zell-Priming auf einer verstärkten Apoptose-Induktion beruht.Bemerkenswerterweise konnte das verbesserte Priming auch nach Deletion des anti-nekroptotischen Gens M45 nachgewiesen werden. So konnte nach Infektion mit mCMV-M45-BamX (M45-BamX) (Brune et al., 2001) gezeigt werden, dass auch die Induktion der Nekroptose zu einem verbesserten CD8 T-Zell-Priming sowie zu einer Verbreiterung des CD8 T-Zellepitop-Repertoires führt.Nach Infektion von Cross-Priming-defizienten 3d-Mäusen (Tabeta et al., 2006) konnte eine Steigerung mCMV-spezifischer CD8 T-Zell-Frequenzen in Abwesenheit von M36 oder M45 nicht beobachtet werden. Dieser Befund lässt auf ein erhöhtes Cross-Priming von CD8 T-Zellen durch ΔM36 oder M45-BamX infolge einer verstärkten Induktion des programmierten Zelltods schließen.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass die Inhibition des programmierten Zelltods durch die mCMV-Gene M36 und M45 das CD8 T-Zell-Priming limitiert. Somit fördern virale Zelltod-inhibierende Gene die virale Replikationsfähigkeit, indem sie die Virusproduktion per se in der individuellen Zelle steigern und zusätzlich die Immunkontrolle reduzieren, was wiederum eine verbesserte Dissemination in vivo ermöglicht.

Mechanismen der Antigenpräsentation bei der Induktion der CD8-T-Zellantwort gegen das murine Cytomegalovirus

Die Kontrolle der Cytomegalovirus(CMV)-Infektion durch CD8 T-Zellen ist abhängig von der effizienten MHC-Klasse-I-Präsentation viraler Peptide auf der Zelloberfläche. Um die Erkennung infizierter Zellen zu unterdrücken, interferieren während der Early (E)-Phase der murinen CMV (mCMV)-Infektion virale Immunevasine mit dem intrazellulären Transport von Peptid-MHC-I (pMHC-I) Komplexen. Den Immunevasinen gelingt es allerdings nicht, ein Priming mCMV-spezifischer CD8 T-Zellen zu verhindern. Daher wurde angenommen, dass die Initiation der antiviralen CD8 T-Zellantwort primär auf der Cross-Präsentation viraler Peptide auf nicht-infizierten, professionellen Antigen-präsentierenden Zellen (profAPC) beruht und damit unabhängig von viralen Immunevasionsmechanismen ist.rnIm Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mittels BAC-Mutagenese eine mCMV-Rekombinante generiert, um die direkte Präsentation viraler Peptide durch die zusätzliche Expression des zentralen Immunevasins m152 bereits in der Immediate Early (IE)-Phase verstärkt zu unterdrücken. Wie erwartet reduzierte die verstärkte m152-Expression sowohl in der IE- als auch in der E-Phase die pMHC-I-Präsentation in vitro. Dies führte überraschenderweise nach Infektion immunkompetenter BALB/c-Mäuse (Haplotyp H-2d) zu einer verminderten CD8 T-Zellantwort und damit zur Verschlechterung der Kontrolle der Infektion im drainierenden Lymphknoten. Diese Beobachtungen weisen erstmals auf einen wichtigen Beitrag der direkten Antigenpräsentation bei der Initiation der mCMV-spezifischen CD8 T-Zellantwort im immunkompetenten Wirt hin. Zusätzlich konnte auch nach mCMV-Infektion von Cross-Präsentations-defizienten Mäusen (Haplotyp H-2b) eine antivirale CD8 T-Zellantwort initiiert werden. Diese Beobachtung bestätigt, dass durch direkte Antigenpräsentation auf infizierten profAPC trotz viraler Immunevasionsmechanismen eine CD8 T-Zellantwort induziert werden kann. Allerdings wurde weder die antivirale CD8 T-Zellantwort noch die Kontrolle der Infektion im Haplotyp H-2b durch die verstärkte m152-Expression moduliert.rnIn einem weiteren Teil der Arbeit konnte im klinisch relevanten Modellsystem der mCMV-Infektion von Knochenmarktransplantations (KMT)-Rezipienten (Haplotyp H-2d) gezeigt werden, dass die verstärkte m152-Expression die Rekrutierung IE1-spezifischer CD8 T-Zellen in die infizierte Lunge unterdrückt. Dies konnte sowohl früh nach Infektion, als auch während der viralen Latenz nachgewiesen werden. Zusätzlich war die Rekrutierung IE1-spezifischer CD8 T-Zellen in die Lunge deutlich vermindert in Ld--Rezipienten von Ld+-hämatopoetischen Zellen, die das IE1-präsentierende MHC-I-Molekül Ld nicht auf den nicht-hämatopoetischen Gewebszellen exprimieren. Diese Beobachtungen zeigen, dass die Rekrutierung antiviraler CD8 T-Zellen in ein peripheres Organ von der direkten Antigenpräsentation auf nicht-hämatopoetischen, infizierten Gewebszellen bestimmt wird.rnIn der vorliegenden Arbeit konnte somit erstmals gezeigt werden, dass trotz viraler Immunevasionsmechanismen nach mCMV-Infektion des immunkompetenten Wirtes und des KMT-Rezipienten die antivirale CD8 T-Zellantwort von der direkten Antigenpräsentation bestimmt wird.

Estrogen Receptor α Signaling in T Lymphocytes Is Required for Estradiol-Mediated Inhibition of Th1 and Th17 Cell Differentiation and Protection against Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Estrogen treatment exerts a protective effect on experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) and is under clinical trial for multiple sclerosis therapy. Estrogens have been suspected to protect from CNS autoimmunity through their capacity to exert anti-inflammatory as well as neuroprotective effects. Despite the obvious impacts of estrogens on the pathophysiology of multiple sclerosis and EAE, the dominant cellular target that orchestrates the anti-inflammatory effect of 17β-estradiol (E2) in EAE is still ill defined. Using conditional estrogen receptor (ER) α-deficient mice and bone marrow chimera experiments, we show that expression of ERα is critical in hematopoietic cells but not in endothelial ones to mediate the E2 inhibitory effect on Th1 and Th17 cell priming, resulting in EAE protection. Furthermore, using newly created cell type-specific ERα-deficient mice, we demonstrate that ERα is required in T lymphocytes, but neither in macrophages nor dendritic cells, for E2-mediated inhibition of Th1/Th17 cell differentiation and protection from EAE. Lastly, in absence of ERα in host nonhematopoietic tissues, we further show that ERα signaling in T cells is necessary and sufficient to mediate the inhibitory effect of E2 on EAE development. These data uncover T lymphocytes as a major and nonredundant cellular target responsible for the anti-inflammatory effects of E2 in Th17 cell-driven CNS autoimmunity.

A differential concentration-dependent effect of IVIg on neutrophil functions: relevance for anti-microbial and anti-inflammatory mechanisms

Background Polymorphonuclear neutrophils (PMN) play a key role in host defences against invading microorganisms but can also potentiate detrimental inflammatory reactions in case of excessive or misdirected responses. Intravenous immunoglobulins (IVIg) are used to treat patients with immune deficiencies and, at higher doses, in autoimmune, allergic and systemic inflammatory disorders. Methodology/Principal Findings We used flow cytometry to examine the effects of IVIg on PMN functions and survival, using whole-blood conditions in order to avoid artifacts due to isolation procedures. IVIg at low concentrations induced PMN activation, as reflected by decreased L-selectin and increased CD11b expression at the PMN surface, oxidative burst enhancement, and prolonged cell survival. In contrast, IVIg at higher concentrations inhibited LPS-induced CD11b degranulation and oxidative burst priming, and counteracted LPS-induced PMN lifespan prolongation. Conclusions/Significance IVIg appears to have differential, concentration-dependent effects on PMN, possibly supporting the use of IVIg as either an anti-microbial or an anti-inflammatory agent.

Biocompatibility assessment of the first generation PediaFlow pediatric ventricular assist device

The PediaFlow pediatric ventricular assist device is a miniature magnetically levitated mixed flow pump under development for circulatory support of newborns and infants (3-15 kg) with a targeted flow range of 0.3-1.5 L/min. The first generation design of the PediaFlow (PF1) was manufactured with a weight of approximately 100 g, priming volume less than 2 mL, length of 51 mm, outer diameter of 28 mm, and with 5-mm blood ports. PF1 was evaluated in an in vitro flow loop for 6 h and implanted in ovines for three chronic experiments of 6, 17, and 10 days. In the in vitro test, normalized index of hemolysis was 0.0087 ± 0.0024 g/100L. Hemodynamic performance and blood biocompatibility of PF1 were characterized in vivo by measurements of plasma free hemoglobin, plasma fibrinogen, total plasma protein, and with novel flow cytometric assays to quantify circulating activated ovine platelets. The mean plasma free hemoglobin values for the three chronic studies were 4.6 ± 2.7, 13.3 ± 7.9, and 8.8 ± 3.3 mg/dL, respectively. Platelet activation was low for portions of several studies but consistently rose along with observed animal and pump complications. The PF1 prototype generated promising results in terms of low hemolysis and platelet activation in the absence of complications. Hemodynamic results validated the magnetic bearing design and provided the platform for design iterations to meet the objective of providing circulatory support for young children with exceptional biocompatibility.

Development of an ultra mini-oxygenator for use in low-volume, buffer-perfused preparations

Introduction: Small animal models are widely used in basic research. However, experimental systems requiring extracorporeal circuits are frequently confronted with limitations related to equipment size. This is particularly true for oxygenators in systems with limited volumes. Thus we aimed to develop and validate an ultra mini-oxygenator for low-volume, buffer-perfused systems. Methods: We have manufactured a series of ultra mini-oxygenators with approximately 175 aligned, microporous, polypropylene hollow fibers contained inside a shell, which is sealed at each of the two extremities to isolate perfusate and gas compartments. With this construction, gas passes through hollow fibers, while perfusate circulates around fibers. Performance of ultra mini-oxygenators (oxygen partial pressure (PO2 ), gas and perfusate flow, perfusate pressure and temperature drop) were assessed with modified Krebs-Henseleit buffer in an in vitro perfusion circuit and an ex vivo rat heart preparation. Results: Mean priming volume of ultra mini-oxygenators was 1.2±0.5 mL and, on average, 86±6% of fibers were open (n=17). In vitro, effective oxygenation (PO2=400-500 mmHg) was achieved for all flow rates up to 50 mL/min and remained stable for at least 2 hours (n=5). Oxygenation was also effective and stable (PO2=456±40 mmHg) in the isolated heart preparation for at least 60 minutes ("venous" PO2=151±11 mmHg; n=5). Conclusions: We have established a reproducible procedure for fabrication of ultra mini-oxygenators, which provide reliable and stable oxygenation for at least 60-120 min. These oxygenators are especially attractive for pre-clinical protocols using small, rather than large, animals.

Electrophysiological and behavioral correlates of stable automatic semantic retrieval in aging

Previous studies have shown both declining and stable semantic-memory abilities during healthy aging. There is consistent evidence that semantic processes involving controlled mechanisms weaken with age. In contrast, results of aging studies on automatic semantic retrieval are often inconsistent, probably due to methodological limitations and differences. The present study therefore examines age-related alterations in automatic semantic retrieval and memory structure with a novel combination of critical methodological factors, i.e., the selection of subjects, a well-designed paradigm, and electrophysiological methods that result in unambiguous signal markers. Healthy young and elderly participants performed lexical decisions on visually presented word/non-word pairs with a stimulus onset asynchrony (SOA) of 150 ms. Behavioral and electrophysiological data were measured, and the N400-LPC complex, an event-related potential component sensitive to lexical-semantic retrieval, was analyzed by power and topographic distribution of electrical brain activity. Both age groups exhibited semantic priming (SP) and concreteness effects in behavioral reaction time and the electrophysiological N400-LPC complex. Importantly, elderly subjects did not differ significantly from the young in their lexical decision and SP performances as well as in the N400-LPC SP effect. The only difference was an age-related delay measured in the N400-LPC microstate. This could be attributed to existing age effects in controlled functions, as further supported by the replicated age difference in word fluency. The present results add new behavioral and neurophysiological evidence to earlier findings, by showing that automatic semantic retrieval remains stable in global signal strength and topographic distribution during healthy aging.

Training synaesthesia

Abstract. Synaesthetic inducers such as graphemes are typically cultural artifacts. Thus, a learning component seems evident in synaesthesia (Simner et al, 2009 Brain 132 57 – 64). Normally, synaesthetes report to have their experiences since they can remember. Nevertheless, a recent training study suggests that synaesthesia can be mimicked in non-synaesthetes. To date, the role of learning during the development of synaesthesia is still debated. It is not clear whether synaesthesia can be learned or trained at all. To address this question, we compared a non-adaptive and an adaptive training for their effectiveness. We assessed their impact on two types of priming tasks, before and after the training. We found stronger priming in the adaptive training group suggesting that adaptive training is more efficient to mimic synaesthesia.

Slc15a4, a gene required for pDC sensing of TLR ligands, is required to control persistent viral infection

Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are the major producers of type I IFN in response to viral infection and have been shown to direct both innate and adaptive immune responses in vitro. However, in vivo evidence for their role in viral infection is lacking. We evaluated the contribution of pDCs to acute and chronic virus infection using the feeble mouse model of pDC functional deficiency. We have previously demonstrated that feeble mice have a defect in TLR ligand sensing. Although pDCs were found to influence early cytokine secretion, they were not required for control of viremia in the acute phase of the infection. However, T cell priming was deficient in the absence of functional pDCs and the virus-specific immune response was hampered. Ultimately, infection persisted in feeble mice. We conclude that pDCs are likely required for efficient T cell priming and subsequent viral clearance. Our data suggest that reduced pDC functionality may lead to chronic infection.

Structural plasticity of spines at giant mossy fiber synapses

The granule cells of the dentate gyrus give rise to thin unmyelinated axons, the mossy fibers. They form giant presynaptic boutons impinging on large complex spines on the proximal dendritic portions of hilar mossy cells and CA3 pyramidal neurons. While these anatomical characteristics have been known for some time, it remained unclear whether functional changes at mossy fiber synapses such as long-term potentiation (LTP) are associated with structural changes. Since subtle structural changes may escape a fine-structural analysis when the tissue is fixed by using aldehydes and is dehydrated in ethanol, rapid high-pressure freezing (HPF) of the tissue was applied. Slice cultures of hippocampus were prepared and incubated in vitro for 2 weeks. Then, chemical LTP (cLTP) was induced by the application of 25 mM tetraethylammonium (TEA) for 10 min. Whole-cell patch-clamp recordings from CA3 pyramidal neurons revealed a highly significant potentiation of mossy fiber synapses when compared to control conditions before the application of TEA. Next, the slice cultures were subjected to HPF, cryosubstitution, and embedding in Epon for a fine-structural analysis. When compared to control tissue, we noticed a significant decrease of synaptic vesicles in mossy fiber boutons and a concomitant increase in the length of the presynaptic membrane. On the postsynaptic side, we observed the formation of small, finger-like protrusions, emanating from the large complex spines. These short protrusions gave rise to active zones that were shorter than those normally found on the thorny excrescences. However, the total number of active zones was significantly increased. Of note, none of these cLTP-induced structural changes was observed in slice cultures from Munc13-1 deficient mouse mutants showing severely impaired vesicle priming and docking. In conclusion, application of HPF allowed us to monitor cLTP-induced structural reorganization of mossy fiber synapses.

Structural plasticity of hippocampal mossy fiber synapses as revealed by high-pressure freezing

Despite recent progress in fluorescence microscopy techniques, electron microscopy (EM) is still superior in the simultaneous analysis of all tissue components at high resolution. However, it is unclear to what extent conventional fixation for EM using aldehydes results in tissue alteration. Here we made an attempt to minimize tissue alteration by using rapid high-pressure freezing (HPF) of hippocampal slice cultures. We used this approach to monitor fine-structural changes at hippocampal mossy fiber synapses associated with chemically induced long-term potentiation (LTP). Synaptic plasticity in LTP has been known to involve structural changes at synapses including reorganization of the actin cytoskeleton and de novo formation of spines. While LTP-induced formation and growth of postsynaptic spines have been reported, little is known about associated structural changes in presynaptic boutons. Mossy fiber synapses are assumed to exhibit presynaptic LTP expression and are easily identified by EM. In slice cultures from wildtype mice, we found that chemical LTP increased the length of the presynaptic membrane of mossy fiber boutons, associated with a de novo formation of small spines and an increase in the number of active zones. Of note, these changes were not observed in slice cultures from Munc13-1 knockout mutants exhibiting defective vesicle priming. These findings show that activation of hippocampal mossy fibers induces pre- and postsynaptic structural changes at mossy fiber synapses that can be monitored by EM.

DOCK8 is a Cdc42 activator critical for interstitial dendritic cell migration during immune responses

To migrate efficiently through the interstitium, dendritic cells (DCs) constantly adapt their shape to the given structure of the extracellular matrix and follow the path of least resistance. It is known that this amoeboid migration of DCs requires Cdc42, yet the upstream regulators critical for localization and activation of Cdc42 remain to be determined. Mutations of DOCK8, a member of the atypical guanine nucleotide exchange factor family, causes combined immunodeficiency in humans. In the present study, we show that DOCK8 is a Cdc42-specific guanine nucleotide exchange factor that is critical for interstitial DC migration. By generating the knockout mice, we found that in the absence of DOCK8, DCs failed to accumulate in the lymph node parenchyma for T-cell priming. Although DOCK8-deficient DCs migrated normally on 2-dimensional surfaces, DOCK8 was required for DCs to crawl within 3-dimensional fibrillar networks and to transmigrate through the subcapsular sinus floor. This function of DOCK8 depended on the DHR-2 domain mediating Cdc42 activation. DOCK8 deficiency did not affect global Cdc42 activity. However, Cdc42 activation at the leading edge membrane was impaired in DOCK8-deficient DCs, resulting in a severe defect in amoeboid polarization and migration. Therefore, DOCK8 regulates interstitial DC migration by controlling Cdc42 activity spatially.

Exocyst subunits are involved in isoproterenol-induced amylase release from rat parotid acinar cells

Exocytosis of secretory granules in parotid acinar cells requires multiple events: tethering, docking, priming, and fusion with a luminal plasma membrane. The exocyst complex, which is composed of eight subunits (Sec3, Sec5, Sec6, Sec8, Sec10, Sec15, Exo70, and Exo84) that are conserved in yeast and mammalian cells, is thought to participate in the exocytotic pathway. However, to date, no exocyst subunit has been identified in salivary glands. In the present study, we investigated the expression and function of exocyst subunits in rat parotid acinar cells. The expression of mRNA for all eight exocyst subunits was detected in parotid acinar cells by RT-PCR, and Sec6 and Sec8 proteins were localized on the luminal plasma membrane. Sec6 interacted with Sec8 after 5 min of stimulation with isoproterenol. In addition, antibodies to-Sec6 and Sec8 inhibited isoproterenol-induced amylase release from streptolysin O-permeabilized parotid acinar cells. These results suggest that an exocyst complex of eight subunits is required for amylase release from parotid acinar cells.