A klinikai transzplantációk támogatásának egyik legfontosabb stratégiája az immunrejekciók hatékony gátlása. A közelmúltban a szervátültetéssel kapcsolatos vizsgálatok kimutatták, hogy a DPPIV-gátló vagy az anti-CD26 mAb alkalmazása növelte a donorsejtek beolvadását, illetve csökkentette az akut GVHD-t, és a CD26-ot a GVHD-betegségben való terápiás beavatkozás új célpontjaként jelezték.11 A CD26 allogén graftkilökődésben betöltött szerepének tisztázására CD26 knockout egereket használtak egy allogén bőrátültetési vizsgálatban. Azt találtuk, hogy a CD26-/- egereknél alacsonyabb volt a transzplantátumok nekrotikus foka és késleltetett az allograft kilökődése (1. ábra).
A CD26 a T- és B-limfociták és az NK-sejtek aktivációs markere. Kosztimulátor molekulaként a CD26 a T-sejtek jelátviteli folyamatait közvetíti az adenozin-deaminázzal, a CD45-tel, a caveolin-1-gyel vagy a CARMA1-gyel való kölcsönhatásán keresztül.5 A CD26 által közvetített T-sejt ko-stimuláció blokkolása a CD4+ T-sejtek anergiáját indukálta.24 Jelen munkában a CD26-/- egerek MPBL-jeiben és MSL-jeiben mind a bőrátültetés előtt, mind után alacsonyabb százalékban találtunk CD3+, valamint CD4+ sejteket (3. ábra). Ezenkívül a CD26-/- egerek bőrátültetés utáni transzplantációs szövetében a CD3+ és CD4+ sejtek infiltrációja kisebb mértékben volt kimutatható, mint a CD26+/+ egerekben (7b., c. ábra). Ez a megállapítás arra utal, hogy a CD26-hiány a CD4+ sejtek fejlődésének, érésének és funkciójának károsodását eredményezi, ami megfelel korábbi eredményeinknek.23 Érdekes módon a CD26-/- egerek MPBL-jeiben a CD8+ sejtek aránya megegyezett a CD26+/+ egerekével a transzplantáció előtt; azonban a bőrátültetés után a CD26-/- egerekben szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a CD26+/+ egerekben (3. ábra). A CD8+ sejtek beszivárgási száma a bőrgraftokban a bőrátültetés után a CD26-/-, mint a CD26+/+ egerekben egyértelműen alacsonyabb volt. Ezek az eredmények a CD8+ sejtek csökkent proliferációjára, aktivációjára és funkciójára utalnak a CD26-/- egerekben az allogén antigénekre adott válaszként. A CD8+ T-sejtek az egerekben allogén transzplantációt követően indukált allogén T-sejt repertoár kiemelkedő összetevői; citotoxikus aktivitásuk a donor fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) I. osztályú peptidjei felé irányul.25 A CD26-/- egerekben a CD8+ sejtek csökkent aránya (3. ábra) allogén transzplantációt követően részben hozzájárulhat a graftok csökkent nekrotikus fokához és a késleltetett allograft kilökődéshez. Ezenkívül az MSL-ek CD3+, CD4+ és CD4+NK1.1-sejtjeinek százalékos aránya alacsonyabb volt a CD26-/- egerekben, mint a CD26+/+ egerekben a transzplantáció előtt, de a különbség a transzplantáció után csökkent. Arról számoltak be, hogy a CD26 gátlása fokozta a donorsejtek homingját és javította az allogén beültetést.26 Az MSL-ek CD3+ és CD4+ sejtjeinek százalékos különbségének csökkenése a két egértípus között a transzplantáció után annak tudható be, hogy a CD26-/- egerekben e sejtek fokozottan a lépbe homingolnak.
Az allograft kilökődését elsősorban a gazdaszervezet T-sejtjei irányítják. Bár a veleszületett és adaptív immunrendszer minden komponense részt vesz a graft kilökődésében, a T-limfociták és különösen a CD4+ sejtek kiemelkedő jelentőségűek ebben a folyamatban.27 Miután aktiválódtak, a CD4+ T-sejtek elsősorban a válasz lefolyását irányítják citokinek kiválasztásával, amelyek aktiválnak, terjeszkednek és/vagy más effektor sejteket, például makrofágokat, CD8+ T-sejteket és B-sejteket toboroznak.27 , 28 A citokinszintek további elemzésével mindkét egértípusban az IL-2, IFN-γ, IL-6, IL-17, IL-4 és IL-13 jelentősen csökkent szekrécióját találtuk a CD26-/- egerek szérumában allogén transzplantációt követően (4. ábra). Ezt a csökkent szekréciót a CD26-/- egerekben a transzplantáció előtt a CD4+ sejtek alacsonyabb száma okozhatta; ugyanakkor figyelembe kell venni a CD26-/- egerekben az allogén antigénre adott válaszként a CD4+ sejtek differenciálódásának és funkciójának károsodását. Az IL-2, IFN-γ és IL-6 alacsony szérumszintje a Th1 sejtek részben hibás differenciálódására és funkciójára utal, míg az IL-4 és IL-13 alacsony szintje a Th2 sejtek elégtelen differenciálódására és funkciójára utal CD26-/- egerekben.
Az IFN-γ mint kulcsfontosságú citokin sokféle és potenciálisan ellentmondásos hatást mutat a szervi allograft kilökődésére.29 Az IL-2 egy másik Th1-asszociált citokin, amely szintén komplex hatással van az allograft kilökődésére.30 Mind az IFN-γ, mind az IL-2 pleiotróp citokinek, és fontos szerepet játszanak a T- és B-sejtek proliferációjában a gyulladásos reakció során. A citokinek először a T-sejtek növekedését és túlélését kezdeményező molekulákként hatnak az immunválasz során, majd pozitív visszacsatolással erősítik a Th1-választ.29, 30 Akut kilökődésben a Th1-sejtek túlnyomórészt a transzplantátumba infiltrálódnak, ahol az IL-2 és az IFN-γ az NK-sejtek és makrofágok aktiválódását indukálhatja, amelyek az allograftok elpusztításának erős fegyverei.29, 30 Továbbá az IFN-γ a II. osztályú MHC-molekulák expresszióját és az IgG2a és IgG3 szekrécióját indukálja az aktivált B-sejtekből. Egy akut kilökődési modellben az IFN-γ-/- egerek késleltetett bőrgraft kilökődést mutattak.31 Számos tanulmány arról számolt be, hogy az allograft kilökődéssel szembeni toleranciát legalább részben az IL-4, a Th2 sejtek jellegzetes citokinje közvetíti, az IL-10 és IgG1 termelés elősegítésével.32 Más tanulmányok ellentmondásos eredményeket szolgáltattak, amelyek szerint a Th2-gátló adása meghosszabbítja a szívallograft túlélését.33 Az IL-13, amely az IL-4-hez hasonló hatásokat mutat, egy másik, a Th2-válaszhoz kapcsolódó citokin; az IL-13 osztozik egy receptorláncon (IL-4R α-lánc) az IL-4-gyel, de különbözik az érintett célsejtekben, ami egy sor különböző biológiai eseményt eredményez.32 Egyre több vizsgálat bizonyította, hogy mind a Th1, mind a Th2 sejtek citokinjei, mint például az IL-2, IFN-γ és IL-4, képesek támogatni a B-sejtek klonális expanzióját és az antitestszintézist.28, 34 A CD26 hiánya a Th1 és Th2 sejtek differenciálódásának és működésének károsodását eredményezi CD26-/- egerekben. Az IFN-γ és IL-2 Th1 citokinek alacsony szintje a CD8+ sejtek proliferációjának (3. ábra) és a makrofágok aktiválódásának csökkenését eredményezheti, ezáltal csökkentve a CD8+ sejtek és makrofágok beszivárgását a graftokba (7. ábra) az allograft kilökődése során. Másrészt a CD26-/- egerekben allogén transzplantációt követően az IFN-γ, IL-2 és IL-4 alacsony szintje károsíthatja a B-sejtek aktiválódását és differenciálódását, csökkentve ezzel az antitesttermelést (2. ábra).
Az immunrejekció kilökődése egy komplex folyamat, amely magában foglal egy celluláris és egy humorális immunválaszt is, és a B-limfociták antitesttermelésével jellemezhető. Az IgG, a szérum Igs fő komponense és a transzplantációs kilökődésben szenvedő betegek gyakori patogén antitestje, nélkülözhetetlen szerepet játszik a transzplantációs kilökődés során a graftok károsításában.35 Jelen munkánkban a CD26-/- egerek szérumában az IgG és alcsoportjainak, az IgG1-nek és IgG2a-nak alacsony termelését mutattuk ki (2. ábra). Ez az eredmény megfelel korábbi eredményeinknek, amelyek azt mutatták, hogy az antitesttermelés egyértelműen alacsonyabb volt CD26-/- egerekben, mint CD26+/+ egerekben akár ovalbumin immunizációt, akár pokeweed mitogén stimulációt követően.23, 36 Ez az eredmény arra utal, hogy a CD26-hiány következtében a B-sejtek differenciálódása károsodott. A T-sejt-függő B-sejt-aktivációban a B-sejtek és a Th-sejtek közötti kölcsönhatás, valamint bizonyos Th1 és Th2 citokinek szükségesek a B-sejtek klonális expanziójának és az antitestszintézisnek a támogatásához. CD26-/- egerekben a Th-sejtek (CD4+) alacsony aránya (3. ábra) és az IL-2 és IL-4 alacsony termelése (4. ábra) a B-sejtek károsodott aktivációjához és differenciálódásához vezethet, ezáltal csökkentve az IgG-termelődést. Az IgG az egyik fő komponens, amely közvetíti az exogén antigének és a recipiens CD8+ sejtek közötti allorecogníciót a graft kilökődése során.37 Az alacsony IgG-termelés a CD26-/- egerekben (2. ábra) ezért a graft effektorsejtek általi támadásának csökkenését eredményezheti.
Érdekes módon az IL-10 szekréciós szintje magasabb volt a CD26-/- egerekben (4G ábra). Eredményeinket alátámasztja, hogy a CD26/DPPIV blokkolásról kimutatták, hogy javítja a tüdő allograft transzplantációt és növeli az IL-10 expresszióját.38 Az IL-10-ről ismert, hogy gyulladáscsökkentő citokin; az IL-10-ről beszámoltak, hogy a gyulladásos folyamatban, különösen a Treg-sejtek jelátvitele során lefelé szabályozza a Th1 és Th17 citokinek expresszióját.39 Különböző sejttípusok termelnek IL-10-et, beleértve a Th2- és makrofágokat, valamint a szabályozó T-sejteket.40 A CD26-/- egerekben a magas IL-10-szekréció (4g. ábra) a Tregek magas arányának eredménye lehetett (6. ábra). Figyelemre méltó, hogy allogén transzplantációra adott válaszként a CD26+/+ egerek szérumában már az első naptól kezdve magas IL-6 szint volt kimutatható, és a transzplantációt követő 7. napon tetőzött; a CD26-/- egerek szérumában azonban csak kis mennyiségű IL-6 volt kimutatható a transzplantációt követő 7. napig (4d. ábra). A közelmúltban végzett vizsgálatok kimutatták, hogy az IL-6 nagyon fontos szerepet játszik az IL-17-termelő Th17 sejtek és a Tregek közötti egyensúly szabályozásában41. Így a CD26-/- egerekben ebben a vizsgálatban megfigyelt alacsony IL-17 szint és a Tregek magas aránya (5. és 6. ábra) részben az IL-6 csökkent működésének és a túlzott IL-10 aktivitásnak tudható be.
Ezeken kívül arról is beszámoltak, hogy a humán Th17 sejteket a CD26 magas expressziója jellemzi,18 amely a humán Tregek negatív szelekciós markere,19 ami arra utal, hogy a CD26 részt vesz a Th17 sejtek differenciálódásában és működésében, de nincs összefüggésben a Tregekkel. Ezért nem meglepő, hogy a CD26-/- egerekben a Th17 és a Tregek differenciálódásának károsodott egyensúlya volt megfigyelhető. Bár az allograft kilökődését hagyományosan a Th1 differenciálódással hozzák összefüggésbe, számos újabb vizsgálat kimutatta, hogy a Th17 sejtek és az IL-17 szorosan összefügg az allograft kilökődésével.42 A Th17 sejtek a T-sejt paradigma újabb kiegészítései, míg az IL-17, a Th17 kulcsfontosságú citokinja pro-inflammatorikus faktor.43 A felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy a Th17 sejtek szerepet játszanak a különböző szervek transzplantációja során a krónikus allograft károsodás kialakulásában. A Th17 sejtek által közvetített allograftkilökődés jellemzője, hogy az IL-17 képes neutrofileket toborozni, amelyek az egyik első gyulladásos effektorsejtek, amelyek képesek beszivárogni az allograftba a transzplantációt követően, ezáltal allograftkárosodást okozva.42 Ezzel szemben a Treg-ek döntő szerepet játszanak az immuntoleranciában és a különböző immunválaszok negatív kontrolljában más effektor T-sejtek elnyomása vagy downregulációja révén az immunkilökődés során.44 Arról számoltak be, hogy a CD26/DPPIV gátlása elősegíti a TGF-β1 szekrécióját, amely elengedhetetlen a Tregek differenciálódásához.45 A CD4+CD25+ Treg sejtek kialakulásához és működéséhez a forkhead transzkripciós faktor (Foxp3) szükséges.46 Az IL-10 a jelentések szerint fontos tényező a FoxP3 expressziójának fenntartásában.47 A CD26-/- egerekben megfigyelt magas IL-10 szint (4g. ábra) elősegíthette a FoxP3 expresszióját. A CD26-/- egerek MSL-jeiben és MPBL-jeiben az allogén transzplantációt követően a csökkent Th17-aktivitás és a Tregek megnövekedett aránya feltételezhetően a legfontosabb oka a graft csökkent nekrózisának és a CD26-/- egerek késleltetett allograftkilökődésének.
A makrofágok graft szövetekbe történő beszivárgásához hozzájárulnak bizonyos kemokinek, mint például a monocita kemotaktikus fehérjék (MCP-1, -2, -3), a makrofág kolóniát stimuláló faktor (M-CSF vagy CSF-1) és a kemokin ligand 5 (CCL5 vagy RANTES (regulated and normal T cell expressed and secreted).48 A DPPIV/CD26 szubsztrátjaiként az MCP-ket és a RANTES-t a DPPIV csonkolhatja, amit kemotaktikus hatásuk megváltozása követ.3 Azt találták, hogy az amino-terminális Lys-szel rendelkező MCP-t a CD26/DPPIV hasíthatja, és ez kemotaxisának inaktiválódását eredményezheti; az NH2-terminális pGlu-val rendelkező MCP azonban érintetlen maradt.49 Tovább kell vizsgálni a CD26 hatását a bőrátültetés során a makrofágok kemotaxisában részt vevő MCP különböző izoformáira. A CCL5/RANTES DPPIV-vel történő csonkítása a jelentések szerint csökkenti a kemokin receptor 1-hez (CCR1) és CCR3-hoz való kötődését, de növeli a CCR5-höz való kötődését, ami hozzájárul a makrofágok toborzásához a vesetranszplantátumokban48. A CD26-/- egerek CD26-hiánya valószínűleg csökkentette a CCL5/RANTES CCR5-höz kötődő aktivitását, és a makrofágok graftokba való beszivárgásának csökkenését eredményezte.
A CD26 egy multifunkcionális fehérje, amely vagy enzimatikus aktivitást mutat, vagy különböző molekulákkal kölcsönhatásba lép. A legújabb tanulmányok arról számoltak be, hogy a CD26/DPPIV részt vesz a kután sebgyógyulásban. CD26-/- egerekben magasabb sebzáródási, revaszkularizációs és sejtproliferációs arányt figyeltek meg, és a DPPIV-gátló potenciális előnyöket mutatott a sebgyógyulásban.50 A bőrtranszplantáció esetében a CD26 nemcsak az immunkilökődésben, hanem a sebgyógyulás folyamatában is részt vesz; így a CD26 Janus-szerű szerepet játszik a beültetésben és a kilökődésben. Jelen munkában a CD26-/- egerek szérumában a transzplantátumok nekrotikus szintje, valamint az IgG és a kapcsolódó citokinek szintje jelentősen alacsonyabb volt, mint a CD26+/+ egereké. A transzplantációt követő 13. naptól kezdve azonban a graftokat eltávolították, és a sebek gyorsan gyógyultak a CD26-/- egerekben. A CD26-/- egerekben a jelen munkánkban megfigyelt allograftkilökődés csökkenését részben ellensúlyozhatja a sebgyógyulás fokozódása, ahol a CD26 mindkét folyamatban részt vesz.
Végeredményeink arra utalnak, hogy a CD26 szerepet játszik az allogén graft kilökődésében. A CD26 hiánya a Th1, Th2 és Th17 szubpopulációk részben károsodott differenciálódását eredményezte, de növelte a Tregek arányát. A Th1, Th2 és Th17 csökkent funkciója viszont befolyásolta a B-sejtek differenciálódását és csökkentette a CD8+ sejtek és makrofágok aktivitását, ami a CD26-/- egerekben alacsonyabb IgG-termeléshez és késleltetett allograftkilökődéshez vezetett.