მონოციტების წარმოშობა და...
72
მონოციტების წარმოშობა და განვითარება, როლი ანთებასა და რეგენერაციაში ჯაბა გამრეკელაშვილი ნეფროლოგიის და ჰიპერტენზიის დეპარტამენტი, ჰანოვერის უმაღლესი სამედიცინო სკოლა
Transcript of მონოციტების წარმოშობა და...
მონოციტების წარმოშობა და განვითარება, როლი ანთებასა და
რეგენერაციაში
ჯაბა გამრეკელაშვილი
ნეფროლოგიის და ჰიპერტენზიის დეპარტამენტი,
ჰანოვერის უმაღლესი სამედიცინო სკოლა
სისხლის უჯრედები
მონოციტების სუბპოპულაციები ადამიანში
Cros et al. Immunity (2010)
შეღებვა მაი-გრუნვალდ-გიმზა მეთოდით
მონოციტების სუბპოპულაციები თაგვში
(E)GFP
(Enhanced)
Green Fluorescent Protein გამოყოფილი მედუზა Aequorea Victoria-დან
მონოციტების სუბპოპულაციები თაგვში
Geissmann et al. Immunity (2003)
მონოციტების სუბპოპულაციები
მონოციტები თაგვის ადამიანის
t 1/2
ანთებითი Ly6Chi CD14+ 20 სთ
პატრული Ly6Clo CD14loCD16+ 5 დღე
ადაპტირებული
Ginhoux et al. Nat. Rev. Immunol. (2014)
მარკერები ანთებითი Ly6Chi პატრული Ly6Clo
CD11b
Ly6C
Ly6G
Gr1 (Ly6C/Ly6G)
CX3CR1
CCR2
CD11c
CD43
F4/80
CD11a
Nur77(Nr4a1)
CD115 (CSF1R)
MHC-II
CD62L
FcγRIV
+
hi (+)
-
hi (+)
lo (int)
+ (hi)
-
lo (-)
lo/-
lo (-)
lo (-)
+
lo (-)
+
-
+
lo (-)
-
lo (-)
hi
(-) lo
lo
hi (+)
lo
hi (+)
hi (+)
+
lo (-)
-
+
1. მონოციტების წარმოშობა
2. მონოციტების მიგრაცია ნორმაში
3. მონოციტების როლი ანთებით პროცესებში
4. Ly6Clo პატრული მონოციტების წარმოშობის
კონტროლი ენდოთელური Dll1-Notch2
სასიგნალო სისტემის მიერ
1. მონოციტების წარმოშობა
2. მონოციტების მიგრაცია ნორმაში
3. მონოციტების როლი ანთებით პროცესებში
4. Ly6Clo პატრული მონოციტების წარმოშობის
კონტროლი ენდოთელური Dll1-Notch2
სასიგნალო სისტემის მიერ
ძვლის ტვინი
სისხლი
ადაპტირებული
Ginhoux et al. Nat. Rev. Immunol. (2014)
Hettinger et al. Nat. Immunol. (2013)
Chong et al. J. Exp. Med. (2016)
Yona et al. Immunity (2013)
Ly6Chi
CXCR4lo
Ly6Clo
CXCR4hi
Pre-Mo
მონოციტების წარმოშობა
Ly6Chi Ly6Clo
ელენთა
Ly6Chi
Ly6Clo
Mono Mono
Mono
HSC Haematopoietic stem cell
GMP Granulocyte monocyte-macrophage progenitor
MDP Monocyte-macrophage DC progenitor
cMoP Common monocyte progenitor
Pre-Mo Premonocyte
Mono Monocyte
HSC cMoP MDP GMP cMoP
პოპულაცია
ფენოტიპი
MDP
Lin-CD117+CD11b-CD115+CX3CR1+Ly6C-F4/80-CD11c-MHC-II-
cMoP
Lin-CD117+CD11b-CD115+CX3CR1+Ly6ChiF4/80-CD11c-MHC-II-
Ly6Chi
Lin-CD117-CD11b+CX3CR1loLy6ChiF4/80lo/-CD11c-MHC-IIlo/-CD43-
Ly6Clo
Lin-CD117-CD11b+CX3CR1hiLy6Clo/-F4/80loCD11cloMHC-IIlo/-CD43+
Lin: CD3, CD45R/B220, CD19, NK1.1, Ly6G, CD49b
მონოციტების და მათი წინამორბედების მარკერები
Hettinger et al. Nat. Immunol. (2013)
Gamrekelashvili et al.
Nat. Communications. (2016)
Fogg et al. Science. (2006)
MDP დიფერენცირდება მონოციტებად
Hettinger et al. Nat. Immunol. (2013)
cMoP დასაბამს აძლევს მონოციტებს
CXCR4hi პრემონოციტები დასაბამს აძლევენ CXCR4loLy6Chi მონოციტებს
Chong et al. J. Exp. Med. (2016)
Hettinger et al. Nat. Immunol. (2013)
Ly6Chi მონოციტი დიფერენცირდება Ly6Clo
მონოციტად
Varol et al. J. Exp. Med. (2007)
Yona et al. Immunity (2013)
Ly6Chi მონოციტი დიფერენცირდება Ly6Clo
მონოციტად
Kurotaky et al. Blood (2013)
IRF8-KLF4 სასიგნალო კასკადი თაგვის მონოციტების
დიფერენცირებაში
Hanna et al.
Nat. Immunol. (2011)
Nur77(Nr4a1) თაგვის მონოციტების განვითარებაში
Hanna et al.
Nat. Immunol. (2011)
Nur77(Nr4a1) თაგვის მონოციტების განვითარებაში
Hanna et al.
Nat. Immunol. (2011)
Nur77(Nr4a1) თაგვის მონოციტების განვითარებაში
Hanna et al.
Nat. Immunol. (2011)
გაძლიერებული აპოპტოზი Nr4a1-/- თაგვის პატრულ
მონოციტებში
Hanna et al.
Nat. Immunol. (2011)
მიგრაციის უნარის დეფექტი Nr4a1-/- თაგვის
პატრულ მონოციტებში
1. მონოციტების წარმოშობა
2. მონოციტების მიგრაცია ნორმაში
3. მონოციტების როლი ანთებით პროცესებში
4. Ly6Clo პატრული მონოციტების წარმოშობის
კონტროლი ენდოთელური Dll1-Notch2
სასიგნალო სისტემის მიერ
Vestweber
Nat. Rev. Immunol. (2015)
ლეიკოციტების (მონოციტების) მიგრაცია და ექსტრავაზაცია ანთების დროს
Ly6Chi მონოციტების მიგრაცია ძვლის ტვინიდან პერიფერიაზე დამოკიდებულია CCR2-ზე
Serbina et al. Nat. Immunol. (2006)
Yona et al. Immunity (2013)
პატრული მონოციტების მიგრაცია ენდოთელიუმის
შრეზე პატრული მონოციტები კანის ვენაში
Carlin et al.
Cell. (2013)
Auffray et al.
Science. (2007)
პატრული მონოციტები თირკმელში
პატრული მონოციტები სისხლძარღვების
ენდოთელიუმის კონტროლში
Carlin et al.
Cell. (2013)
1. მონოციტების წარმოშობა
2. მონოციტების მიგრაცია ნორმაში
3. მონოციტების როლი ანთებით პროცესებში
4. Ly6Clo პატრული მონოციტების წარმოშობის
კონტროლი ენდოთელური Dll1-Notch2
სასიგნალო სისტემის მიერ
მონოციტების ფუნქციები
Ly6Clo
CD14loCD16+
პატრული
მონოციტები Ly6Chi
CD14+
ანთებითი
მონოციტები
• ენდოთელიუმის პატრულირება • უჯრედების „ნარჩენების“ ფაგოციტოზი
• ნეიტროფილების და NK უჯრედების
მოზიდვა • სიმსივნის საწინააღმდეგო იმუნიტეტი
• დიფერენცირება რეპარაციულ მაკროფაგებად
და რეპარაცია-რეგენერაციაში მონაწილეობა(?)
• დიფერენცირება დენდრიტულ უჯრედებად(?)
• მონაწილეობა ანთებით რეაქციებში
ინფექციების და „სტერილური“ ანთებითი
პროცესების დროს
• ანთების ციტოკინების, თავისუფალი
რადიკალების წარმოქმნა და ქსოვილთა დესტრუქცია • დიფერენცირება ანთებით მაკროფაგებად
• ლანგერჰანსის უჯრედებად(?)
• დენდრიტულ უჯრედებად
(TIP-DCs, ნაწლავის დენდრიტულ უჯრედებად)
ანთებითი მონოციტები ინფექციებში
Lauvau et al.
Semin. In Immunol. (2015)
მონოციტების თანმიმდევრობითი მობილიზაცია მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს
Nahrendorf et al.
J. Exp. Med. (2007)
ელენთის მიკროანატომიური სქემა
Bronte et al.
Immunity (2013)
ელენთის
კაფსულა
სუბკაფსულური
წითელი პულპა მარგინალური
ზონა
თეთრი
პულპა
წითელი პულპა თაგვის ელენთის ჭრილი
ფოლიკული
T ზონა
ელენთა როგორც მონოციტების რეზერვუარი
ელენთა როგორც მონოციტების რეზერვუარი
Swirski et al.
Science (2009)
ელენთის მონოციტების მობილიზაცია მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს
Swirski et al.
Science (2009)
ელენთის მონოციტების მობილიზაცია მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს
Swirski et al.
Science (2009)
ანთებითი მონოციტების მობილიზაცია მიოკარდიუმის ინფარქტის დროს
Hilgendorf et al.
Circ. Res. (2014)
მონოციტები ათეროსკლეროზში
Swirski et al. Science. (2013)
მონოციტები ათეროსკლეროზში
Hamers et al. Circ. Res. (2012)
Hanna et al. Circ. Res. (2012)
პატრული მონოციტები სისხლძარღვების
ენდოთელიუმის კონტროლში
Carlin et al.
Cell. (2013)
პატრული მონოციტები სისხლძარღვების
ენდოთელიუმის კონტროლში
Carlin et al.
Cell. (2013)
პატრული მონოციტები აუტოიმუნურ დაავადებებში
Santiago-Raber et al. Journal of Autoimmunity (2011)
Santiago-Raber et al. Arthritis and Rheumatism (2009)
პატრული მონოციტები აუტოიმუნურ დაავადებებში
Misharin et al. Cell reports (2014)
Biburger et al. Immunity (2011)
პატრული მონოციტები იდიოპათიურ
თრომბოციტურ პურპურაში
6A6-IgG2a
FcγRIV თრომბოციტი
Ly6Clo პატრული მონოციტი
Biburger et al. Immunity (2011)
პატრული მონოციტები იდიოპათიურ
თრომბოციტურ პურპურაში
პატრული მონოციტები მეტასტაზებისგან ფილტვის
დაცვაში
Hanna et al.
Science (2015)
პატრული მონოციტები მეტასტაზებისგან ფილტვის
დაცვაში
Hanna et al.
Science (2015)
1. მონოციტების წარმოშობა
2. მონოციტების მიგრაცია და ფუნქციები ნორმაში
3. მონოციტების როლი ანთებით პროცესებში
4. Ly6Clo პატრული მონოციტების წარმოშობის
კონტროლი ენდოთელური Dll1-Notch2
სასიგნალო სისტემის მიერ
ენდოთელური Dll1-Notch2 სასიგნალო ღერძი
აკონტროლებს Ly6Chi >Ly6Clo კონვერსიას
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
Ly6Clo პატრული მონოციტები
MHC-IIlo/- CD11clo CD43+
Notch2 Dll1
ენდოთელური უჯრედი
(ECs)
ანგიოკრინული
ქსოვილთა რეგენერაცია ფიბროზი
უჯრედთა და ქსოვილთა განვითარება
სისხლძარღვთა ტონუსი/
წნევა
პერფუზია ბარიერი
ანთება
უჯრედების მიგრაცია
იმუნური
ფუნქცია
შერჩევითი
ტრანსპორტი
მეტაბოლიზმი
ენდოთელიუმის ფუნქციები
Notch სასიგნალო სისტემა
Notch სასიგნალო სისტემა:
უჯრედების განვითარების რეგულირება სპეციალიზებულ ნიშებში, სპეციფიკური ლიგანდ-რეცეპტორული წყვილებით.
საწყისი მოცემულობა: Notch და მონოციტების
სუბპოპულაციები
Cx3cr1gfp/+ (რეპორტერი)
თაგვი
მონოციტები
ანთებითი მონოციტები
Ly6Chi CX3CR1-GFPlo
პატრული მონოციტები
Ly6Clo CX3CR1-GFPhi
GFP+N2ΔMy თაგვების შექმნა
Cx3cr1gfp/+ (რეპორტერი) თაგვი
მონოციტები
ანთებითი მონოციტები
Ly6Chi CX3CR1-GFPlo
პატრული მონოციტები
Ly6Clo CX3CR1-GFPhi
Notch2-ის ნოკაუტი
გრანულოციტებში, მონოციტებში
Lyz2Cre N2f/f თაგვი (N2ΔMy)
X
GFP+N2ΔMy თაგვების შექმნა
Cx3cr1gfp/+ (რეპორტერი) თაგვი
მონოციტები
ანთებითი მონოციტები
Ly6Chi CX3CR1-GFPlo
პატრული მონოციტები
Ly6Clo CX3CR1-GFPhi
Ly6Clo მონოციტების რიცხვი შემცირებულია GFP+N2ΔMy თაგვებში
GFP+CD45.2+ დონორი
CD45.2+ Ly6Clo პატრული მონოციტების
ანალიზი
CD45.1+ რეციპიენტი
N2ΔMy მონოციტების დარღვეული კონვერსია in vivo
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
N2ΔMy მონოციტების დარღვეული კონვერსია in vivo
Ly6Chi მონოციტები
Ly6Clo მონოციტების ანალიზი
დინამიური ციტომეტრიით
ზრდის
ფაქტორები ლიგანდები
მონოციტების კონვერსია რეგულირდება Dll1-Notch2
სისტემით in vitro
Ly6Clo მონოციტების ფენოტიპი:
CD11clo CD43+ I-A/I-Elo/-
მონოციტების კონვერსია რეგულირდება Dll1-Notch2
სისტემით in vitro
Dll1-ის ექსპრესიის
დეფექტი
Dll1-ის ჩანაცვლება lacZ-ით
Dll1lacZ/+
მონოციტების კონვერსია რეგულირდება ენდოთელური Dll1-ით in vivo
ელენთის მარგინალური ზონის ენდოთელური
უჯრედები ექსპრესირებენ Dll1-ს
wt Dll1lacZ/+
wt Dll1lacZ/+
ელენთის მარგინალური ზონის ენდოთელური
უჯრედები ექსპრესირებენ Dll1-ს
მონოციტების ლოკალიზება ელენთის CD31+ DLL1+
მარგინალური ზონის მიმდებარე უბნებში
მონოციტების ლოკალიზება ელენთის CD31+ DLL1+
მარგინალური ზონის მიმდებარე უბნებში
მონოციტების კონვერსია რეგულირდება ენდოთელური Dll1-ით in vivo
a. LacZ-ის Tam-ინდუცირებული
ექსპრესია EC-ებში
b. Tam-Induced deletion of Dll1
in ECs
a. Cdh5(PAC)-CreERT2 R26-lacZ
(LacZiEC)
b. Cdh5(PAC)-CreERT2 Dll1f/f (Dll1iEC)
lacZiEC
ctrl
ელენთის მარგინალური ზონის ენდოთელური
უჯრედები ექსპრესირებენ Dll1-ს
Targeting of Dll1 in vascular niche ECs impairs
monocyte conversion in vivo
ელენთის ენდოთელური უჯრედები ექსპრესირებენ Dll1-ს და იწვევენ მონოციტების კონვერსიას in vitro
Ly6Clo პატრული მონოციტები
MHC-IIlo/- CD11clo CD43+
ECs
Notch2 Dll1
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
Notch-დამოკიდებული კონვერსიის მოდელი
ECs
Notch2 Dll1
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
Notch-დამოკიდებული კონვერსიის მოდელი
Notch-დამოკიდებული კონვერსიის მოდელი
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
ECs
Notch2 Dll1
Ly6Clo პატრული მონოციტების
შემცირებული რაოდენობა
ECs
Notch2 Dll1
Ly6Chi ანთებითი მონოციტები
Notch-დამოკიდებული კონვერსიის მოდელი
Vascular Medicine Research
Florian P. Limbourg
Tamar Kapanadze
Kashyap Krishnasamy
Roberto Giagnorio
Jasmin Jussofie
Sylvana Henschen
Stefan Sablotny
Anne Limbourg
Nephrology and Hypertension
Hermann Haller
Sorting Facility, ZTL,
CLSM Facility,
MHH
IPEK, LMU, München
Christian Weber
Oliver Söhnlein
Johan Duchene
MPI for Mol. Biomedicine,
Münster
Ralf H. Adams
EPFL, SV ISREC UPRAD,
Lausanne
Freddy Radtke
Acknowledgement and collaborations
Helmholtz Zentrum München,
Deutsches
Forschungszentrum für
Gesundheit und Umwelt,
Haematologikum,
München
Lothar J. Strobl,
Ursula Zimber-Strobl
Dept. Of Pathology and
Immunology,
WUSTL, St. Louis, USA
Kenneth M. Murphy
