The Role of PPARγ in Clearance of Apoptotic Neutophils by Human macrophages and Dendritic Cells

Absztrakt

Macrophages acquire their capacity for efficient phagocytosis of apoptotic cells during their differentiation from monocytes. The peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARγ) is highly up-regulated during this maturation program. We have shown that addition of PPARγ antagonist during differentiation of human monocytes to macrophages significantly reduces the capacity of macrophages to engulf apoptotic neutrophils, but did not influence phagocytosis of opsonized bacteria. Macrophage-specific deletion of PPARγ in mice also resulted in decreased uptake of apoptotic cells. The antagonist acted in a dose-dependent manner during the differentiation of human macrophages and could also reverse the previously observed augmentation of phagocytosis by glucocorticoids. Blocking activation of PPARγ led to down-regulation of molecular elements (CD36, AXL, TG2 and PTX3) of the engulfment process. Inhibition of PPARγ dependent gene expression did not block the anti-inflammatory effect of apoptotic neutrophils or synthetic glucocorticoid but significantly decreased production of IL-10 induced by LPS. Our results suggest that during differentiation of macrophages natural ligands of PPARγ are formed regulating the expression of genes responsible for effective clearance of apoptotic cells and macrophage-mediated inflammatory response. Studying the effects of apoptotic neutrophil engulfment on DC as compared to macrophages we have shown that apoptotic neutrophils are preferentially taken up by the CD1a- DC subset and similar to macrophages the activation of PPARγ regulates the capacity of DC to engulf apoptotic neutrophils. In contrast with macrophages DC internalizing apoptotic neutrophils get activated during the phagocytic process resulting in secretion of L-8, IL-6, TNF-α and IL-1β. In the presence of additional inflammatory stimuli such IFNγ and LPS, the uptake of apoptotic neutrophils sensitizes DC for robust inflammatory responses. DC engulfing apoptotic neutrophils were able to polarize autologous T cells resulting in Th1 differentiation associated with IFNγ secretion. When macrophages fed by apoptotic neutrophils were used instead of DC no IFNγ secreting T cells were observed. Our results suggest that the recruitment of neutrophils to inflamed tissues induces different types of responses in monocyte-derived macrophages and dendritic cells. Hence, the crosstalk of apoptotic cell-loaded macrophages and DC through their cytokines and antigen-presenting functions may modulate the outcome of immune responses under inflammatory or other pathologic conditions.

A makrofágok differenciálódás során igen jelentős fagocitáló képesség növekedést mutatnak. A PPARγ kifejeződése differenciálódás során növekszik. Kísérleteink azt mutatták, hogy PPARγ antagonista hozzáadása differenciálódás során a makrofágokhoz, ezen sejtek fagocitáló képességének a csökkenéséhez vezet. Ez apoptótikus sejt specifikus, mert az antagonista nem befolyásolja opszonizált baktérium bekebelezését. PPARγfl/-(makrofágra sepecifikus PPARγ kiütés) egerekből izolált hasüregi és csontvelői makrofágokat használva észlelhető volt ezen sejtek fagocitáló funkciójának károsodása a PPARγ+/- kontroll egerekhez képest. Gátolva a PPARγ aktivációt olyan gének kifejeződése csökkent, mint a CD36, AXL, TG2, PTX3, 5 amelyekről ismert, hogy fontos szerepet töltenek be az apoptótikus sejtek bekebelezésében. Gátolva a PPARγ kifejeződését az apoptótikus sejtek és a szintetikus glükokortikoid, dexametazon, gyulladást csökkentő hatását nem tudtuk befolyásolni, de szignifikánsan gátolni tudtuk az IL-10 szekrécióját. Eredményeink arra utalnak, hogy a monocita–makrofág differenciálódás során olyan PPARγ ligandok képződhetnek, amelyek az apoptótikus sejtek eltávolításában résztvevő gének kifejeződését és gyulladásos immunválaszt szabályozzák. A dendritikus sejtek fagocitáló képességét makrofágokhoz viszonyítva, vizsgálva eredményeink azt mutatták, hogy az apoptótikus neutrofilek fagocitálása főleg a CD1a- populációnak tulajdonítható és hogy ezt a makrofágokhoz hasonlóan a PPARγ szabályozza. Ellentétben a makrofágokkal, azok a dendritikus sejtek amelyek neutrofileket kebeleznek be aktiválódnak, amelynek következménye IL-8, IL-6, TNF-α és IL-1β gyulladásos citokinek szekréciója. Abban az esetben, ha az éretlen dendritikus sejteket IFNγ és LPS-sel aktiváltuk, ez a citokin termelés többszörös növekedést mutatott. Az apoptótikus neutrofilt fagocitáló dendritikus sejt képes volt az autológ perifériás T sejteket TH1 differenciáció irányába elnyomni és IFNγ szekrécióra késztetni. Abban az esetben, ha a dendritikus sejtek helyett makrofágot használtunk fagocitáló sejtként az IFNγ-t termelő T sejtek nem jelentek meg. Eredményeink arra utalnak, hogy az apoptótikus neutrofilek bekebelezése eltérő választ vált ki a monocitából differenciáltatott makrofágokban és dendritikus sejtekben. Az apoptótikus sejteket bekebelező makrofágok és dendritikus sejtek egymással való kommunikációja a felszabaduló citokinek és antigén prezentálása révén befolyásolhatja az immunválasz kimenetelét gyulladásos folyamatokban vagy más patológiás körülmények között.

Leírás
Kulcsszavak
apoptosis, cytokines, macrophages, dendritic cells, phagocytosis
Forrás