Involvement of the LFA-1 ligand JAM-A in inflammatory recruitment of mononuclear cells : identification of the JAM-A binding domain in LFA-1

Fraemohs, Line Rebo; Fischer, Rainer

doi:28077

Involvement of the LFA-1 ligand JAM-A in inflammatory recruitment of mononuclear cells : identification of the JAM-A binding domain in LFA-1 = Beteiligung des LFA-1 Liganden JAM-A an der inflammatorischen Rekrutierung von mononuklären Zellen : Identifikation der JAM-A Bindungsdomäne von LFA-1

Fraemohs, Line Rebo (Author)

2007

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Line Rebo Fraemohs

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2007

UmfangV, 95 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2007

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Fischer, Rainer (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2007-08-10

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-19965
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/62440/files/Fraemohs_Line.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Zell-Adhäsionsmolekül (Genormte SW) ; Tight junction (Genormte SW) ; Chemotaxis (Genormte SW) ; Atherogenese (Genormte SW) ; Biowissenschaften, Biologie (frei) ; cell adhesion molecule (frei) ; atherogenesis (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 570

Kurzfassung
Junctional adhesion molecule-A (JAM-A) ist ein Ligand für das Integrin Lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1). In dieser Arbeit wurde die JAM-A Bindungstelle in LFA-1 identifiziert und die Beteiligung von JAM-A bei der inflammatorischen Rekrutierung von mononuklären Zellen analysiert. Außerdem wurde eine Beteiligung von JAM-A in Atherogenesis untersucht. Durch Deletion der I Domäne in der aL Kette von LFA-1 und Expression von diesem aL Mutant in aL-defizienten Jurkat J-ß2.7 T Zellen wurde es gezeigt, dass die LFA-1 I Domäne notwendig für die Adhäsion zum immobilisierten JAM-A ist. Dies wurde bestätigt durch Blockierung des stimulierten Adhäsion von T Zellen oder Monozyten zu JAM-A mit einem I Domäne gerichteten mAb TS1/22 oder eine kleine molekulare Antagonist BIRT377, der die Konformation des I Domäne mit niedrigen Affinität stabilisiert. Die immobilisierte LFA-1 I Domäne, geschlossen in die offenen Konformation mit hohe Affinität, war ausreichend um Adhäsion von JAM-A exprimieren Chinese Hamster Ovary Zelle transfektanten zu unterstützen. Eine solid-phase Bindungs-Assay bestätigt eine direkte Interaktion zwischen recombinantes JAM-A und immobilisiertem LFA-1 I Domäne geschlossen in der offen Konformation mit hohe Affinität. Diese Daten haben demonstriert, dass die LFA-1 I Domäne ausreichend und notwendig für funktionelle Interaktionen des LFA-1 Integrin mit JAM-A ist. Durch Verwendung von JAM-A.Fc chimeric Proteine als konkurrierene Inhibitoren wurde die Beteiligung von JAM-A in verschiedenen Schritte der mononuklären Zellen-Rekrutierung untersucht. In Adhäsions-Assays wurde gezeigt, dass die LFA-1 vermittelte Bindung von T Zellen und Monozyten zum immobilisierten ICAM-1 oder ko-stimulierten Endothelium dosierungsabhängig inhibiert von lösliches JAM-A.Fc wurde. Ebenso wurde die LFA-1 vermittelte und SDF-1 indizierte Arrest unter Flussbedingungen und Transendotheliale Chemotaxis von T Zellen von lösliches JAM-A.Fc reduziert. Diese Daten haben gezeigt, dass lösliches JAM-A.Fc verschiedene Schritte der inflammatorischen mononuklären Zellen-Rekrutierung inhibieren kann. Immunofluoreszenz und real-time RT-PCR Analyse zeigt eine Hochregulation von JAM-A Expression am frühen atherosklerotischen Endothelium von Carotiden aus apolipoprotein E-defizienten (apoE-/-) Maüse, die mit eine höhe fett Western-Typ Diät ernähert wurden. In ex vivo Perfusion-Assays lösliches JAM-A.Fc inhibieren die VLA-4-unabhängige Akkumulation von mononuklären Zellen am atherosklerotischen Endothelium. Zusammen mit der Hochregulation von JAM-A am atherosklerotischem Endothelium, deutet dies auf eine funktionelle Beteiligung von JAM-A in Atherogenesis. Die Rolle von endothelialen JAM-A in atherogenischer Rekrutierung wurde bestätigt durch eine verkleinerte Monozytenarrest und Transmigration an aktivierten JAM-A-/-apoE-/- versus JAM-A+/+apoE-/- aortale endotheliale Mäuse-Zellen in vitro. Die Ergebnisse dieser Arbeit könnten zu eine neue Eingangswinkel für Entwicklung von anti-inflammatorische Therapien führen.

Junctional adhesion molecule-A (JAM-A) is a ligand of the integrin lymphocyte function-associated antigen-1 (LFA-1). In this study the JAM-A binding site in LFA-1 was identified and the involvement of JAM-A in inflammatory recruitment of mononuclear cells was analyzed. Furthermore, a functional contribution of JAM-A to atherogenesis was investigated. By deletion of the I domain in the aL subunit of LFA-1 and expression of this aL mutant in aL-deficient Jurkat J-ß2.7 T cells, it was here demonstrated that the I domain of LFA-1 is crucial for adhesion to immobilized JAM-A. This was substantiated by blocking the stimulated adhesion of T cells or monocytes to JAM-A using the I domain-directed mAb TS1/22 or the small molecule antagonist BIRT377, which stabilizes the low-affinity conformation of the I domain. The immobilized LFA-1 I domain locked in the open high-affinity conformation was sufficient to support adhesion of transfected Chinese hamster ovary cells expressing human JAM-A. A solid-phase binding assay confirmed a direct interaction of recombinant JAM-A with immobilized LFA 1 I domain locked in the open high-affinity conformation. These data have demonstrated that the I domain of LFA-1 is sufficient and required for the functional interactions of LFA-1 with JAM-A. Using soluble JAM-A.Fc chimeric protein as a competitive inhibitor, the involvement of JAM-A in distinct steps of mononuclear cells recruitment was analyzed. Adhesion assays revealed that LFA-1-mediated binding of T cells or monocytes to immobilized ICAM-1 or cytokine-costimulated endothelium was dose-dependently inhibited by soluble JAM-A.Fc. Similarly, soluble JAM-A.Fc reduced the LFA-1-mediated SDF-1-triggered arrest under flow conditions and transendothelial chemotaxis of T cells. These data have shown that soluble JAM-A can be effectively applied to inhibit distinct steps of inflammatory recruitment of mononuclear cells. Immunofluorescence and real-time RT-PCR analysis showed an upregulation of JAM-A expression on early atherosclerotic endothelium of carotid arteries from apolipoprotein E-deficient (apoE-/-) mice fed a high fat Western-type diet. In ex vivo perfusion assays, soluble JAM-A.Fc inhibited the VLA-4-independent accumulation of mononuclear cells on atherosclerotic endothelium. Together with the upregulation of JAM-A on atherosclerotic endothelium, this suggests a functional contribution of JAM-A to atherogenesis. The role of endothelial JAM-A in atherogenic recruitment was further substantiated by an attenuation of monocyte arrest and transmigration on activated JAM-A-/-apoE-/- versus JAM-A+/+apoE-/- mouse aortal endothelial cells in vitro. The findings from this work may be helpful in designing new stategies for the development of anti-inflammatory therapies.

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