A novel human CD4(+) T-cell inducer subset with potent immunostimulatory properties

The complexity of immunoregulation has focused attention on the CD4(+) T ""suppressor"" regulatory cell (T(reg)), which helps maintain balance between immunity and tolerance. An immunoregulatory T-cell population that upon activation amplifies cellular immune responses was described in murine models more than 30 years ago; however, no study has yet identified a naturally occurring T ""inducer"" cell type. Here, we report that the ectoenzyme CD39/NTPDase1 (ecto-nucleoside triphosphate diphosphohydrolase 1) helps to delineate a novel population of human ""inducer"" CD4(+) T cells (T(ind)) that significantly increases the proliferation and cytokine production of responder T cells in a dose-dependent manner. Furthermore, this unique T(ind) subset produces a distinct repertoire of cytokines in comparison to the other CD4(+) T-cell subsets. We propose that this novel CD4(+) T-cell population counterbalances the suppressive activity of suppressor T(reg) in peripheral blood and serves as a calibrator of immunoregulation.

Circulating CD26 is negatively associated with inflammation in rheumatoid arthritis

The ectoenzyme dipeptidyl peptidase IV (DP IV, CD26) is a serine protease cleaving X-Pro dipeptides from the N-terminus of selected proteins such as some chemokines. This multifunctional glycoprotein is expressed both as a soluble form in serum and on the surface of various cell types including immune cells but the physiological role of CD26 is still largely unknown.

Dipeptidyl peptidase IV (CD26) activity in the hematopoietic system: differences between the membrane-anchored and the released enzyme activity

Dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV; CD26) (EC 3.4.14.5) is a membrane-anchored ectoenzyme with N-terminal exopeptidase activity that preferentially cleaves X-Pro-dipeptides. It can also be spontaneously released to act in the extracellular environment or associated with the extracellular matrix. Many hematopoietic cytokines and chemokines contain DPP-IV-susceptible N-terminal sequences. We monitored DPP-IV expression and activity in murine bone marrow and liver stroma cells which sustain hematopoiesis, myeloid precursors, skin fibroblasts, and myoblasts. RT-PCR analysis showed that all these cells produced mRNA for DPP-IV. Partially purified protein reacted with a commercial antibody to CD26. The K M values for Gly-Pro-p-nitroanilide ranged from 0.43 to 0.98 mM for the membrane-associated enzyme of connective tissue stromas, and from 6.76 to 8.86 mM for the enzyme released from the membrane, corresponding to a ten-fold difference, but only a two-fold difference in K M was found in myoblasts. K M of the released soluble enzyme decreased in the presence of glycosaminoglycans, nonsulfated polysaccharide polymers (0.8-10 µg/ml) or simple sugars (320-350 µg/ml). Purified membrane lipid rafts contained nearly 3/4 of the total cell enzyme activity, whose K M was three-fold decreased as compared to the total cell membrane pool, indicating that, in the hematopoietic environment, DPP-IV activity is essentially located in the lipid rafts. This is compatible with membrane-associated events and direct cell-cell interactions, whilst the long-range activity depending upon soluble enzyme is less probable in view of the low affinity of this form.

Estudo da atividade das enzimas envolvidas na ossificação de frangos de corte normais e acometidos por discondroplasia tibial

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Untersuchungen zur Regulation der Trehalaseaktivität bei der Wanderheuschrecke Locusta migratoria

Flugfähige Insekten sind äußerst leistungsfähige Tiere. Ihre Flugmuskulatur ist das Gewebe mit der höchsten ATP-Umsatzrate im Tierreich. Der hohe Energieumsatz ist möglich durch einen vollständig aeroben Stoffwechsel der Flugmuskulatur, der durch die effiziente Sauerstoffversorgung über das Tracheensystem gewährleistet wird. Andererseits haben Insekten einen offenen Blutkreislauf, d.h. ihre Gewebe werden nicht über Kapillaren mit Substraten versorgt, sondern von der Hämolymphe umspült, die daher eine hohe Konzentration an energieliefernden Substraten haben muss. Als schnell verfügbares Substrat nutzen Wanderheuschrecken bei Beginn eines Fluges als Hauptsubstrat Trehalose, die in hoher Konzentration als Hämolymphzucker vorliegt (20 bis 40mal höhere Konzentration als Glucose). Trehalose ist, anders als Glucose, ein nicht-reduzierender Zucker und daher nicht toxisch. Allerdings muss das Disaccharid Trehalose zu Glucose hydrolysiert werden, bevor sie im Zellstoffwechsel verwertet werden kann. Diese Funktion erfüllt die Trehalase (EC 3.2.1.28), ein Enzym, das membrangebunden ist und nach Zellfraktionierung in der Mikrosomenfraktion erscheint. Es ist schon lange offensichtlich, dass die Aktivität der Trehalase regulierbar sein muss und zwar reversibel (eine Eigenschaft, die für Hydrolasen ungewöhnlich ist), der Mechanismus ist allerdings bislang nicht klar, da alle üblichen Typen von Aktivitätsregulation nicht verwirklicht zu sein scheinen. Die meisten Autoren vermuten, dass die Regulation über den Transport des Substrats erfolgt. Ein Trehalosetransporter konnte allerdings bisher in der Flugmuskulatur von Locusta nicht nachgewiesen werden. In dieser Arbeit stelle ich Experimente vor, die dafür sprechen, dass Trehalase als Ektoenzym aktiv ist (overte Form), während eine inaktive Form (latente Form) in Vesikeln im Cytoplasma vorliegt und per Exocytose reversibel in die Plasmamembran transloziert werden kann. Für die Testung dieser Arbeitshypothese nutzte ich Trehazolin, einen sehr spezifischen Inhibitor der Trehalase, der äußerst fest und dauerhaft im aktiven Zentrum des Enzyms bindet. Dazu war es nötig, die Flugmuskulatur zu fraktionieren, um die Effekte von Trehazolin auf die verschiedenen Formen der Trehalase (gebunden, löslich, overt, latent) zu analysieren. Mit der Arbeitshypothese vereinbar sind die folgenden Befunde: (1) In die Hämolymphe injiziertes Trehazolin hemmt bevorzugt die overte Trehalase und erst bei höheren Dosen und nach längerer Zeit die latente Form. (2) Trehazolin wirkt in hoher Dosis (50µg pro Tier) auch nach Verfütterung, allerdings stark abgeschwächt, da nach 24 Stunden ein signifikanter Effekt nur auf die overte, aber nicht auf die latente Form sichtbar war. (3) In einem Langzeitversuch über 30 Tage führte die einmalige Injektion von 20µg Trehazolin zu einer schnellen Hemmung der overten Trehalase, der eine verzögerte Hemmung der latenten Aktivität folgte. Der Zeitverlauf von Hemmung und Erholung spricht für eine Vorläufer-Produkt-Beziehung zwischen latenter und overter Form. (4) Flugaktivität der Tiere führt zu einer starken Verminderung der latenten Aktivität, falls Trehazolin in der Hämolymphe der Tiere vorhanden war. (5) Neuropeptide könnten die Translokation fördern. Insulin hat einen entsprechenden Effekt, der aber unabhängig ist von der Flugaktivität. (6) Der PI3-Kinasehemmstoff Wortmannin stabilisiert die latente Form der Trehalase. Auch andere Organe als die Flugmuskulatur besitzen Trehalase, aber mit deutlich geringerer Aktivität. In der Sprungmuskulatur könnte auch eine latente Form vorhanden sein, für Darm und Gehirn ist das nicht wahrscheinlich.

Growth retardation and cysteine deficiency in gamma-glutamyl transpeptidase-deficient mice.

gamma-Glutamyl transpeptidase (GGT) is an ectoenzyme that catalyzes the first step in the cleavage of glutathione (GSH) and plays an essential role in the metabolism of GSH and GSH conjugates of carcinogens, toxins, and eicosanoids. To learn more about the role of GGT in metabolism in vivo, we used embryonic stem cell technology to generate GGT-deficient (GGTm1/GGTm1) mice. GGT-deficient mice appear normal at birth but grow slowly and by 6 weeks are about half the weight of wild-type mice. They are sexually immature, develop cataracts, and have coats with a gray cast. Most die between 10 and 18 weeks. Plasma and urine GSH levels in the GGTm1/GGTm1 mice are elevated 6-fold and 2500-fold, respectively, compared with wild-type mice. Tissue GSH levels are markedly reduced in eye, liver, and pancreas. Plasma cyst(e)ine levels in GGTm1/GGTm1 mice are reduced to approximately 20% of wild-type mice. Oral administration of N-acetylcysteine to GGTm1/GGTm1 mice results in normal growth rates and partially restores the normal agouti coat color. These findings demonstrate the importance of GGT and the gamma-glutamyl cycle in cysteine and GSH homeostasis.

Relative significance of pelagic, benthic and allochthonous organic matter to microbial carbon cycling in a phosphorus-depleted subtropical estuary (Florida Bay)

Heterotrophic bacteria are important decomposers and transformers of primary production and provide an important link between detritus and the aquatic food web. In seagrass ecosystems, much of seagrass primary production is unavailable through direct grazing and must undergo microbial reworking before seagrass production can enter the aquatic food web. The goal of my dissertation research is to understand better the role heterotrophic bacteria play in carbon cycling in seagrass estuaries. My dissertation research focuses on Florida Bay, a seagrass estuary that has experienced recent changes in carbon source availability, which may have altered ecosystem function. My dissertation research investigates the importance of seagrass, algal and/or cyanobacterial, and allochthonous-derived organic matter to heterotrophic bacteria in Florida Bay and helps establish the carbon base of the estuarine food web. ^ A three tiered approach to the study of heterotrophic bacterial carbon cycling and trophic influences in Florida Bay was used: (1) Spatiotemporal observations of environmental parameters (hydrology, nutrients, extracellular enzymes, and microbial abundance, biomass, and production); (2) Microbial grazing experiments under different levels of top-down and bottom-up influence; and (3) Bulk and compound-specific (bacteria-biomarker fatty acid analysis) stable carbon isotope analysis. ^ In Florida Bay, spatiotemporal patterns in microbial extracellular enzyme (also called ectoenzyme) activities indicate that microorganisms hydrolyzed selectively fractions of the estuarine organic matter pool. The microbial community hydrolyzed organic acids, peptides, and phosphate esters and did not use storage and structural carbohydrates. Organic matter use by heterotrophic bacterioplankton in Florida Bay was co-regulated by bottom-up (resource availability) and top-down (grazer mediated) processes. A bacterial carbon budget based on bacterial, epiphytic, and seagrass production indicates that heterotrophic bacterial carbon cycles are supported primarily through epiphytic production with mixing from seagrass production. Stable carbon isotope analysis of bacteria biomarkers and carbon sources in Florida Bay corroborate the results of the bacterial carbon budget. These results support previous studies of aquatic consumers in Florida Bay, indicating that epiphytic/benthic algal and/or cyanobacterial production with mixing from seagrass-derived organic matter is the carbon base of the seagrass estuarine food web. ^

Valeur pronostique de CD73 et des lymphocytes T CD8 et optimisation de la vaccination de type GVAX dans le cancer de la prostate

CD73 est un ecto-enzyme qui a été associé à la suppression de l'immunité anti-tumorale. Ses valeurs pronostiques et thérapeutiques ont été mises de l'avant dans plusieurs types de cancer. La première hypothèse du projet est que l'expression de CD73 dans la tumeur prédit le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. L'expression de CD73 a été étudiée par immunofluorescence dans des échantillons de tumeur. Puis, des analyses univariées et multivariées ont été conduites pour déterminer si l'expression de CD73 permet de prédire la récidive biochimique des patients. Nous avons déterminé que CD73 prédit indépendamment le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. De plus, nous avons déterminé que son expression dans le tissu normal adjacent ou dans la tumeur prédit différemment la survenue de la récidive biochimique. La deuxième hypothèse est que l'inhibition de CD73 permet d'améliorer l'efficacité d'un vaccin thérapeutique contre le cancer de la prostate. L'effet d'un vaccin de type GVAX a été étudié dans des souris CD73KO ou en combinaison avec un anticorps ciblant CD73. Nous avons observé que l'efficacité du vaccin était augmentée dans les souris où CD73 était absent. Cependant, la combinaison avec l'anti-CD73 n'a pas permis d'améliorer l'efficacité.

Valeur pronostique de CD73 et des lymphocytes T CD8 et optimisation de la vaccination de type GVAX dans le cancer de la prostate

CD73 est un ecto-enzyme qui a été associé à la suppression de l'immunité anti-tumorale. Ses valeurs pronostiques et thérapeutiques ont été mises de l'avant dans plusieurs types de cancer. La première hypothèse du projet est que l'expression de CD73 dans la tumeur prédit le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. L'expression de CD73 a été étudiée par immunofluorescence dans des échantillons de tumeur. Puis, des analyses univariées et multivariées ont été conduites pour déterminer si l'expression de CD73 permet de prédire la récidive biochimique des patients. Nous avons déterminé que CD73 prédit indépendamment le pronostic des patients atteints du cancer de la prostate. De plus, nous avons déterminé que son expression dans le tissu normal adjacent ou dans la tumeur prédit différemment la survenue de la récidive biochimique. La deuxième hypothèse est que l'inhibition de CD73 permet d'améliorer l'efficacité d'un vaccin thérapeutique contre le cancer de la prostate. L'effet d'un vaccin de type GVAX a été étudié dans des souris CD73KO ou en combinaison avec un anticorps ciblant CD73. Nous avons observé que l'efficacité du vaccin était augmentée dans les souris où CD73 était absent. Cependant, la combinaison avec l'anti-CD73 n'a pas permis d'améliorer l'efficacité.