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Background:
Pre- and early clinical studies on patients with autoimmune diseases suggested that induction of regulatory T(T(reg)) cells may contribute to the immunosuppressive effects of glucocorticoids(GCs).
Objective:
We readdressed the influence of GC therapy on T(reg) cells in immunocompetent human subjects and naive mice.
Methods:
Mice were treated with increasing doses of intravenous dexamethasone followed by oral taper, and T(reg) cells in spleen and blood were analyzed by FACS. Sixteen patients with sudden hearing loss but without an inflammatory disease received high-dose intravenous prednisolone followed by stepwise dose reduction to low oral prednisolone. Peripheral blood T(reg) cells were analyzed prior and after a 14 day GC therapy based on different markers.
Results:
Repeated GC administration to mice for three days dose-dependently decreased the absolute numbers of T(reg) cells in blood (100 mg dexamethasone/kg body weight: 2.8 +/- 1.8 x 10(4) cells/ml vs. 33 +/- 11 x 10(4) in control mice) and spleen (dexamethasone: 2.8 +/- 1.9 x 10(5)/spleen vs. 95 +/- 22 x 10(5)/spleen in control mice), which slowly recovered after 14 days taper in spleen but not in blood. The relative frequency of FOXP3(+) T(reg) cells amongst the CD4(+) T cells also decreased in a dose dependent manner with the effect being more pronounced in blood than in spleen. The suppressive capacity of T(reg) cells was unaltered by GC treatment in vitro. In immunocompetent humans, GCs induced mild T cell lymphocytosis. However, it did not change the relative frequency of circulating T(reg) cells in a relevant manner, although there was some variation depending on the definition of the T(reg) cells (FOXP3(+): 4.0 +/- 1.5% vs 3.4 +/- 1.5%*; AITR(+): 0.660.4 vs 0.5 +/- 0.3%, CD127(low): 4.0 +/- 1.3 vs 5.0 +/- 3.0%* and CTLA4+: 13.8 +/- 11.5 vs 15.6 +/- 12.5%; * p < 0.05).
Conclusion:
Short-term GC therapy does not induce the hitherto supposed increase in circulating T(reg) cell frequency, neither in immunocompetent humans nor in mice. Thus, it is questionable that the clinical efficacy of GCs is achieved by modulating T(reg) cell numbers.
Background: Pre- and early clinical studies on patients with autoimmune diseases suggested that induction of regulatory T(Treg) cells may contribute to the immunosuppressive effects of glucocorticoids(GCs). Objective: We readdressed the influence of GC therapy on Treg cells in immunocompetent human subjects and naı¨ve mice. Methods: Mice were treated with increasing doses of intravenous dexamethasone followed by oral taper, and Treg cells in spleen and blood were analyzed by FACS. Sixteen patients with sudden hearing loss but without an inflammatory disease received high-dose intravenous prednisolone followed by stepwise dose reduction to low oral prednisolone. Peripheral blood Treg cells were analyzed prior and after a 14 day GC therapy based on different markers. Results: Repeated GC administration to mice for three days dose-dependently decreased the absolute numbers of Treg cells in blood (100 mg dexamethasone/kg body weight: 2.861.86104 cells/ml vs. 336116104 in control mice) and spleen (dexamethasone: 2.861.96105/spleen vs. 956226105/spleen in control mice), which slowly recovered after 14 days taper in spleen but not in blood. The relative frequency of FOXP3+ Treg cells amongst the CD4+ T cells also decreased in a dose dependent manner with the effect being more pronounced in blood than in spleen. The suppressive capacity of Treg cells was unaltered by GC treatment in vitro. In immunocompetent humans, GCs induced mild T cell lymphocytosis. However, it did not change the relative frequency of circulating Treg cells in a relevant manner, although there was some variation depending on the definition of the Treg cells (FOXP3+: 4.061.5% vs 3.461.5%*; AITR+: 0.660.4 vs 0.560.3%, CD127low: 4.061.3 vs 5.063.0%* and CTLA4+: 13.8611.5 vs 15.6612.5%; * p,0.05). Conclusion: Short-term GC therapy does not induce the hitherto supposed increase in circulating Treg cell frequency, neither in immunocompetent humans nor in mice. Thus, it is questionable that the clinical efficacy of GCs is achieved by modulating Treg cell numbers.
Das Tuberoinfundibuläre Peptid von 39 Aminosäuren (TIP39), ein kurzes Oligopeptid mit einer N-terminalen und einer C-terminalen alpha-Helix, wurde ursprünglich bei der Suche nach einem Liganden für den neu beschriebenen PTH2-Rezeptor aus einem Hypothalamus-Hypophysen-Extrakt isoliert. Aus der bisherigen Charakterisierung von TIP39 ist am meisten bekannt bezüglich der Expressions-Muster und der Interaktion am PTH2-Rezeptor. TIP39 ist der stärkste bekannte Aktivator des PTH2-Rezeptors und wirkt am PTH1-Rezeptor als funktioneller Antagonist. Inzwischen wurde auch das TIP39 Gen des Menschen und der Maus charakterisiert. Die physiologische Rolle von TIP39 ist dennoch bisher weitgehend ungeklärt, diskutiert werden Einflüsse auf den Kalzium-Phosphat-Haushalt, die Hypothalamus-Hypophysen-Achse oder die Nozizeption. Der Schwerpunkt dieser Arbeit lag auf der Untersuchung des TIP39 kodierenden Gens des Zebrafischs danio rerio. Die komplette cDNA konnte amplifiziert werden und wurde unter der Accession No. AF486190 in der GenBank veröffentlicht. Der Genlocus konnte mittels Radiation Hybrid Mapping auf Chromosom 17 lokalisiert werden. Die 3 charakterisierten Exons und 2 Introns umfassen zusammen ca. 3750 bp. Daneben wurde die Prozessierung des Genprodukts aufgeklärt: TIP39 wird beim Zebrafisch als Preprohormon translatiert, am N-terminalen Ende findet sich eine 25 Aminosäuren lange Signalsequenz, die für sezernierte Peptide typisch ist und welche für die Aufnahme in das Endoplasmatische Retikulum verantwortlich ist. In diesem Bereich finden sich eine weitgehende Übereinstimmungen zwischen den analysierten Spezies. Gefolgt wird die Zielsequenz von einem 93 Aminosäuren langen Zwischenpeptid, das sich als wenig konserviert zwischen den Spezies zeigt. Die eigentliche Sequenz von TIP39 beim Zebrafisch zeigte eine Sequenzhomologie von 59% zur humanen Sequenz und wurde mittels Blast Suche als hochkonserviert in allen 12 untersuchten Spezies wiedergefunden. Im genomischen Southern-Blot zeigte sich, dass TIP39 beim Zebrafisch im einfachen Chromosomensatz ein „single-copy“ Gen ist. Mittels RT-PCR konnte eine sehr frühe erste Expression von TIP39 bereits ab 16 Stunden nach Fertilisation gezeigt werden. Im Bereich des supraoptischen Trakts des Zebrafischhirn konnte eine scharf umschriebene Zellpopulation mit starker TIP39-Expression detektiert werden. Durch Knockdown-Experimente konnte beim Zebrafisch gezeigt werden, dass ein Fehlen von TIP39 Expression während der Embryogenese zu einer Fehlentwicklung des Frontalhirns führt und zudem mit einer Funktionsbeeinträchtigung der Schwanzmotorik einhergeht. Hierfür wurden gerade befruchteten Zebrafischeiern im Zwei-Zell-Stadium sogenannte „Morpholinos“ injiiziert, welche als Antisense-Nukleotide spezifisch die Translation von TIP39 hemmen. Ergänzend konnte im Mäusehirn die Expression von TIP39 mittels in-situ Hybridisierung bestimmt werden. Es zeigte sich eine Expression von TIP39 in einer Vielzahl von klar umschriebenen Neuronengruppen, so im Hypothalamus, dem limbischen System und in sensorischen Neuronen, ohne dass sich im Einzelfall jeweils sicher eine Funktion hieraus ableiten lässt. In der vorliegenden Arbeit konnte somit erstmals gezeigt werden, dass TIP39 zur korrekten Neurogenese bei der Entwicklung des Frontalhirns des Zebrafisches unabdingbar ist und auch die frühe Entwicklung der Motoneurone durch TIP39 beeinflusst wird. Die ermittelten Daten unterstützen die Vorstellung von TIP39 als ein sezerniertes Neuropeptid, das als Transmitter in der Sensorik, insbesondere der Nozizeption, wirkt. Auch eine Beeinflussung der zentralnervösen Steuerung der Motorik durch TIP39 wird angenommen. Die gute Lokalisations-Übereinstimmung der Expressionen von TIP39 mit seinem zugeordneten Rezeptor, dem PTH2-Rezeptor, lässt eine systemische endokrine Wirkung von TIP39 wenig wahrscheinlich erscheinen, sondern stärkt die Hypothese von TIP39 als einem para-, bzw. autokrin wirkenden Neurotransmitter.