Circulating forms of intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 in mice lacking membranous ICAM-1

Blood ◽  
2000 ◽  
Vol 95 (4) ◽  
pp. 1350-1355 ◽  
Author(s):  
Natasja K. van den Engel ◽  
Edmund Heidenthal ◽  
Antje Vinke ◽  
Hubert Kolb ◽  
Stephan Martin

Mice deficient in intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), lacking membranous ICAM-1, show a normal development but abnormalities of inflammatory and immune functions. Although the membrane-bound form of ICAM-1 is not detectable in the mutant strain, circulating ICAM-1 (cICAM) is present in serum from ICAM-1-deficient mice in similar amounts as in serum from wild-type mice. These findings were confirmed in vitro by flow cytometric analysis of lipopolysaccharide-stimulated spleen cells, and cICAM-enzyme-linked immunosorbent assay analysis of supernatants of cultured spleen cells. To analyze for the source of cICAM-1, spleen cell RNA was isolated and ICAM-1 RNA was amplified by reverse transcriptase-polymerase chain reaction using primers binding in the 5′ and 3′ untranslated regions. Different fragments were cloned and sequenced. In wild-type RNA the common 5 domain form of ICAM-1 was identified. In RNA from ICAM-1 mutant mice only 3 smaller fragments were found. Sequencing these fragments identified 3 alternatively spliced isoforms of ICAM-1, lacking 2 or 3 extracellular domains. However, in all spliced fragments the transmembrane domain was included. Therefore, we postulate that circulating forms of ICAM-1 are generated by proteolytic cleavage of membranous ICAM-1. The data indicate that the expression of membranous ICAM-1 and the appearance of circulating forms in serum are independently regulated mechanisms.

1992 ◽  
Vol 118 (5) ◽  
pp. 1223-1234 ◽  
Author(s):  
O Carpén ◽  
P Pallai ◽  
D E Staunton ◽  
T A Springer

We have studied the cytoskeletal association of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1, CD54), an integral membrane protein that functions as a counterreceptor for leukocyte integrins (CD11/CD18). A linkage between ICAM-1 and cytoskeletal elements was suggested by studies showing a different ICAM-1 staining pattern for COS cells transfected with wild-type ICAM-1 or with an ICAM-1 construct that replaces the cytoplasmic and transmembrane domains of ICAM-1 with a glycophosphatidylinositol (GPI) anchor. Wild-type ICAM-1 appeared to localize most prominently in microvilli whereas GPI-ICAM-1 demonstrated a uniform cell surface distribution. Disruption of microfilaments with cytochalasin B (CCB) changed the localization of wild-type ICAM-1 but had no effect on GPI-ICAM-1. Some B-cell lines demonstrated a prominent accumulation of ICAM-1 into the uropod region whereas other cell surface proteins examined were not preferentially localized. CCB also induced redistribution of ICAM-1 in these cells. For characterization of cytoskeletal proteins interacting with ICAM-1, a 28-residue peptide that encompasses the entire predicted cytoplasmic domain (ICAM-1,478-505) was synthesized, coupled to Sepharose-4B, and used as an affinity matrix. One of the most predominant proteins eluted either with soluble ICAM-1,478-505-peptide or EDTA, was 100 kD, had a pI of 5.5, and in Western blots reacted with alpha-actinin antibodies. A direct association between alpha-actinin and ICAM-1 was demonstrated by binding of purified alpha-actinin to ICAM-1,478-505-peptide and to immunoaffinity purified ICAM-1 and by a strict colocalization of ICAM-1 with alpha-actinin, but not with the cytoskeletal proteins talin, tensin, and vinculin. The region of ICAM-1,478-505 interacting with alpha-actinin was mapped to the area close to the membrane spanning region. This region contains several positively charged residues and appears to mediate a charged interaction with alpha-actinin which is not highly dependent on the order of the residues.


2012 ◽  
Author(s):  
Μαρία Τσιντή

Το σύνδρομο Sjögren (σS) ή αυτοάνοση επιθηλιΐτιδα αποτελεί μια χρόνια αυτοάνοσηδιαταραχή των εξωκρινών αδένων, κυρίως των σιελογόνων και δακρυϊκών, η οποίαπροσβάλλει περίπου το 1-3% του γενικού πληθυσμού και χαρακτηρίζεται από τηνέντονη παθογενετική συμμετοχή του γυναικείου φύλου. Πολλαπλά πειραματικάδεδομένα υποδεικνύουν τα επιθηλιακά κύτταρα των σιελογόνων αδένων (ΕΚΣΑ) ωςτο κέντρο της βλάβης στο σS όχι μόνο σαν κύτταρο στόχο, αλλά και σαν ενεργόσυμμέτοχο στην επαγωγή και την διατήρηση της αυτοάνοσης ανοσολογικήςαπόκρισης. Φαίνεται ότι τα ΕΚΣΑ συμμετέχουν στις ανοσολογικές αποκρίσεις καιδιαθέτουν ανοσολογική λειτουργία ενώ η διαταραχή αυτής της λειτουργίας μπορεί νασυμμετέχει στην ανάπτυξη χρόνιων αυτοανόσων αποκρίσεων στα πλαίσια χρόνιαςενεργοποίησης του επιθηλίου. Ο εξαιρετικά μεγαλύτερος αριθμός των γυναικώνμεταξύ των ατόμων που προσβάλλονται (αναλογία γυναίκες/άνδρες: 9:1), καθώς καιη εμφάνιση της νόσου κατά την περίοδο της εμμηνόπαυσης έχει οδηγήσει στηνκλασσική υπόθεση ότι τα οιστρογόνα ασκούν σημαντική επίδραση στηνπαθοφυσιολογία της νόσου, ενώ πειραματικά ζωικά πρότυπα υποδεικνύουν τησυμμετοχή των οιστρογόνων στην παθογένεια του σS. Τα πειραματικά καιεπιδημιολογικά δεδομένα λοιπόν υποστηρίζουν ότι τόσο τα ΕΚΣΑ όσο και ταοιστρογόνα κατέχουν κεντρικό ρόλο στην παθογένεια του σS καθώς και ότι τοεπιθήλιο των σιελογόνων αδένων φυσιολογικά υπόκειται σε οιστρογονική ρύθμιση.Εντούτοις, η έκφραση και η λειτουργική ικανότητα των οιστρογονικών υποδοχέων(οιστρογονικός υποδοχέας α [estrogen receptor alpha-ERα]) και βήτα [estrogenreceptor beta-ERβ]) στο φυσιολογικό ανθρώπινο επιθήλιο σιελογόνων αδένων καθώςκαι η δυνατότητα οιστρογονικής απόκρισης και η έκφραση των ERα και ERβ στοεπιθήλιο των σιελογόνων αδένων στους ασθενείς με σS δεν έχει μελετηθεί. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε, αρχικά στο φυσιολογικό επιθήλιο τωνσιελογόνων αδένων, η έκφραση και η λειτουργική ικανότητα των υποδοχέων ERα καιERβ, η δυνατότητα ανοσορυθμιστικής επίδρασης των οιστρογόνων, καθώς και ηπιθανή επίδρασή τους στον πολλαπλασιασμό και την επαγωγή απόπτωσης σταΕΚΣΑ. Αφότου εξακριβώθηκε η έκφραση και η λειτουργική ικανότητά των ERα καιERβ στο φυσιολογικό επιθήλιο σιελογόνων αδένων, μελετήθηκε συγκριτικά στοεπιθήλιο των σιελογόνων αδένων από ασθενείς με σS και από υγιείς μάρτυρες ηδυνατότητα οιστρογονικής απόκρισης καθώς και η έκφραση των πρωτεϊνών ERα καιERβ.Προκειμένου να διερευνηθεί η έκφραση των ERα και ERβ και ισομορφώντους (η ισομορφή ERαΔ3, η long μορφή του ERβ1 [η οποία θεωρείται η wild typeπρωτεΐνη] και η short μορφή του ERβ1, και η ERβ2 ισομορφή), αναλύθηκανιστολογικές τομές (με ανοσοϊστοχημεία) καθώς και καλλιεργημένες μηνεοπλασματικές σειρές ΕΚΣΑ (με ανοσοϊστοχημεία και ανοσοαποτύπωση), οι οποίεςπροέρχονται από βιοψίες επικουρικών σιελογόνων αδένων, από ασθενείς πουυπεβλήθησαν σε βιοψία στα πλαίσια διαγνωστικής διερεύνησης για πιθανή ύπαρξησS. Τα πειράματα ανοσοϊστοχημείας ανέδειξαν ισχυρή έκφραση των πρωτεϊνών ERα,ERβ1 και ERβ2, με παρόμοιο πρότυπο και ένταση χρώσης στο κυτταρόπασμα και τονπυρήνα των ΕΚΣΑ. Η επιθηλιακή έκφραση των οιστρογονικών υποδοχέωνεπαληθεύτηκε με ανοσοαποτύπωση σε κυτταρικά εκχυλίσματα από καλλιεργημέναΕΚΣΑ, στα οποία ανιχνεύθηκαν οι πρωτεΐνες full-length ERα καθώς και η ισομορφήERα-Δ3, η wild type πρωτεΐνη ERβ1-long, και η short μορφή του ERβ1 καθώς και ηισομορφή ERβ2 (η long μορφή). Η εφαρμογή μίας καθιερωμένης δοκιμασίαςοιστρογονικής αναστολής της επαγόμενης από κυτταροκίνες έκφρασης μορίωνκυτταρικής προσκόλλησης, ανέδειξε τη αποκρισιμότητα των φυσιολογικών ΕΚΣΑ στα οιστρογόνα, καθώς και τη λειτουργική ικανότητα των ERα και ERβ. Σε αυτήν τηδοκιμασία η προεπώαση των καλλιεργημένων ΕΚΣΑ με 17β-οιστραδιόλη [Ε2] καιτους εκλεκτικούς αγωνιστές για τον ERα και τον ERβ propylpyrazole-triol [PPT] καιdiarylpropiolnitrile [DPN] αντίστοιχα, ανέστειλε την επαγωγόμενη από τηνιντερφερόνη-γ [ΙΦΝγ] επιφανειακή έκφραση του διακυτταρικού μορίουπροσκόλλησης -1 [intercellular adhesion molecule-1 CD54/ICAM.1]. Η τροποποίησητης αυθόρμητης και της επηγμένης από την ΙΦΝγ έκφρασης μορίων CD54/ICAM.1μετά από επώαση με οιστρογονικούς αγωνιστές αναλύθηκε με κυτταρομετρία ροής.Τα παραπάνω ευρήματα ανέδειξαν την αυθόρμητη έκφραση λειτουργικών πρωτεϊνώνERα και ERβ από το φυσιολογικό επιθήλιο των σιελογόνων αδένων οι οποίοιμάλιστα φαίνεται ότι μπορούν να διαμεσολαβούν και ανοσορυθμιστικές δράσεις. ΗΕ2 καθώς και οι εκλεκτικοί αγωνιστές για τον ERα και τον ERβ δεν βρέθηκε νατροποποιούν την αυθόρμητη έκφραση ICAM.1, το ρυθμό αύξησης ή το ποσοστόαπόπτωσης στα φυσιολογικά καλλιεργημένα ΕΚΣΑ.Έπειτα, μελετήθηκε η αποκρισιμότητα των ΕΚΣΑ των ασθενών με σS σταοιστρογόνα. Για το συγκεκριμένο σκοπό αναλύθηκαν συγκριτικά καλλιεργημένες μη-νεοπλασματικές σειρές ΕΚΣΑ από ασθενείς με σS (σS-ΕΚΣΑ) και από υγιείςμάρτυρες (control-ΕΚΣΑ) με την δοκιμασία οιστρογονικής αναστολής πουπεριγράφηκε παραπάνω. Η αυθόρμητη έκφραση ICAM.1 δεν τροποποιήθηκε από τηνΕ2 ούτε στις control- ούτε στις σS-σειρές ΕΚΣΑ. Σε ακολουθία με τα αρχικάαποτελέσματα, στα control-ΕΚΣΑ η προεπώαση με E2 οδήγησε σε σημαντικήαναστολή της επαγωγής του ICAM.1 από την ΙΦΝγ. Στις σειρές ΕΚΣΑ πουπροέρχονταν από ασθενείς με σS όμως δεν παρατηρήθηκε οιστρογονική αναστολή. Ημειωμένη οιστρογονική απόκριση των σS-ΕΚΣΑ δεν βρέθηκε να συσχετίζεται με τηνέκφραση των πρωτεϊνών ERα και ERβ και των ισομορφών τους, εφόσον δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στο πρότυπο ή την ένταση της έκφρασης των πρωτεϊνώνERα και ERβ στα επιθήλια των σιελογόνων αδένων των ασθενών με σS και τωνυγιών μαρτύρων.Εν κατακλείδι, η παρούσα εργασία ανέδειξε την έκφραση λειτουργικώνυποδοχέων ERα και ERβ από το φυσιολογικό ανθρώπινο επιθήλιο των σιελογόνωναδένων. Τα οιστρογόνα φαίνεται ότι τροποποιούν τις αποκρίσεις του επιθηλίου τωνσιελογόνων αδένων στα φλεγμονώδη ερεθίσματα όπως υποδεικνύεται από τηναναστολή της επηγμένης από την ΙΦΝγ έκφρασης ICAM.1 από την 17β-οιστραδιόληκαι τους εκλεκτικούς αγωνιστές για τον ERα και τον ERβ. Η αποκρισιμότητα τωνκαλλιεργημένων ΕΚΣΑ που προέρχονται από ασθενείς με σS στα οιστρογόνα,βρέθηκε σημαντικά μειωμένη παρότι αυτό το φαινόμενο δε φάνηκε να συσχετίζεταιμε το πρότυπο πρωτεϊνικής έκφρασης ERα και ERβ. Στη βάση τωνανοσορυθμιστικών ιδιοτήτων των οιστρογόνων, η μειωμένη αποκρισιμότητα τωνΕΚΣΑ των ασθενών με σS στην 17β-οιστραδιόλη πιθανότατα να έχει άμεσησυνάφεια με την παθοφυσιολογία του συνδρόμου και να αντικατοπτρίζει τηδιαταραγμένη ανοσολογική λειτουργία των ΕΚΣΑ στο σS, αναπαριστώντας μίαλειτουργική εκδήλωση των συστασιακά ενεργοποιημένων κυτταρικών μηχανισμών οιοποίοι φαίνεται ότι λαμβάνουν χώρα στα επιθήλια στων ασθενών με σS.


1999 ◽  
Vol 67 (2) ◽  
pp. 972-975 ◽  
Author(s):  
Jeffery A. Hobden ◽  
Sharon Masinick-McClellan ◽  
Ronald P. Barrett ◽  
Kenneth S. Bark ◽  
Linda D. Hazlett

ABSTRACT In this study, the role of intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) in the pathogenesis of Pseudomonas aeruginosakeratitis was examined by using inbred ICAM-1-deficient knockout mice. These mice had significantly less (P ≤ 0.02) ocular disease than wild-type mice, suggesting that ICAM-1 contributes to a more severe disease response following P. aeruginosainfection.


2002 ◽  
Vol 96 (1) ◽  
pp. 71-75 ◽  
Author(s):  
William J. Mack ◽  
J Mocco ◽  
Daniel J. Hoh ◽  
Judy Huang ◽  
Tanvir F. Choudhri ◽  
...  

Object. Although upregulated adhesion molecule expression has been demonstrated in experimental models of subarachnoid hemorrhage (SAH) and in the cerebrospinal fluid of patients with aneurysmal SAH, the clinical significance of these proinflammatory findings remains unclear. The authors hypothesize that 1) serum levels of soluble intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) are increased in all patients with aneurysmal SAH shortly after the hemorrhagic event, and 2) elevated soluble ICAM-1 values are associated with poor patient outcome, even when controlling for the severity of the initial hemorrhagic insult. Methods. One hundred one patients were prospectively enrolled and stratified according to their admission Hunt and Hess grade and functional status at discharge (modified Rankin Scale [mRS] score). Soluble ICAM-1 levels were determined every other day for 12 days post-SAH by using the enzyme-linked immunosorbent assay. Early soluble ICAM-1 levels (post-SAH Days 2–4) were increased compared with levels in control patients without SAH (p < 0.05). Patients with aneurysmal SAH who had a poor outcome (mRS Grades 4–6) had significantly higher soluble ICAM-1 levels over the first 2 weeks post-SAH compared with patients who had a good outcome (mRS Grades 0–3, p < 0.01). This association with outcome was predicted by late increases (Day 6, p = 0.07; Days 8–12, p < 0.05) rather than early increases (p = not significant) and was best seen in patients with Hunt and Hess Grades I and II, in whom only those with poor outcomes demonstrated delayed ICAM-1 elevations (p < 0.05). Conclusions. These data demonstrate a correlation between soluble ICAM-1 levels and functional outcome following aneurysmal SAH that appears to be, at least in part, independent of the initial hemorrhage.


2006 ◽  
Vol 203 (12) ◽  
pp. 2569-2575 ◽  
Author(s):  
Mia Phillipson ◽  
Bryan Heit ◽  
Pina Colarusso ◽  
Lixin Liu ◽  
Christie M. Ballantyne ◽  
...  

The prevailing view is that the β2-integrins Mac-1 (αMβ2, CD11b/CD18) and LFA-1 (αLβ2, CD11a/CD18) serve similar biological functions, namely adhesion, in the leukocyte recruitment cascade. Using real-time and time-lapse intravital video-microscopy and confocal microscopy within inflamed microvessels, we systematically evaluated the function of Mac-1 and LFA-1 in the recruitment paradigm. The chemokine macrophage inflammatory protein-2 induced equivalent amounts of adhesion in wild-type and Mac-1−/− mice but very little adhesion in LFA-1−/− mice. Time-lapse video-microscopy within the postcapillary venules revealed that immediately upon adhesion, there is significant intraluminal crawling of all neutrophils to distant emigration sites in wild-type mice. In dramatic contrast, very few Mac-1−/− neutrophils crawled with a 10-fold decrease in displacement and a 95% reduction in velocity. Therefore, Mac-1−/− neutrophils initiated transmigration closer to the initial site of adhesion, which in turn led to delayed transmigration due to movement through nonoptimal emigration sites. Interestingly, the few LFA-1−/− cells that did adhere crawled similarly to wild-type neutrophils. Intercellular adhesion molecule-1 but not intercellular adhesion molecule-2 mediated the Mac-1–dependent crawling. These in vivo results clearly delineate two fundamentally different molecular mechanisms for LFA-1 and Mac-1 in vivo, i.e., LFA-1–dependent adhesion followed by Mac-1–dependent crawling, and both steps ultimately contribute to efficient emigration out of the vasculature.


1997 ◽  
Vol 273 (3) ◽  
pp. L513-L523 ◽  
Author(s):  
C. A. Hatfield ◽  
J. R. Brashler ◽  
G. E. Winterrowd ◽  
F. P. Bell ◽  
R. L. Griffin ◽  
...  

The role of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) in murine lung inflammation was examined in vivo. Ovalbumin (Ova)-sensitized and -challenged ICAM-1-deficient (KO) mice had decreased accumulation of leukocytes in the bronchoalveolar lavage fluid compared with wild-type (WT) mice. Lung tissue inflammation was also attenuated. Ova immunization and challenge produced equivalent plasma levels of Ova-specific immunoglobulin (Ig) G1 and higher concentrations of IgE in KO versus WT mice. Ova-dependent induction of cytokines in vitro, as measured by enzyme-linked immunosorbent assay, was impaired in splenocytes from KO mice compared with the comparable release of interleukin (IL)-5 and IL-10 from anti-CD3-stimulated WT and KO splenocytes. Methacholine-induced increases in trapped gas in lungs of Ova-sensitized and -challenged WT mice were greater than those of KO mice. The activation of lung tissue nuclear factor-kappa B was diminished in KO mice after Ova provocation. This suggests that ICAM-1 was important for activation of the inflammatory cascade leading to the recruitment of leukocytes but was not critical for the generation of antibody responses in vivo.


2005 ◽  
Vol 73 (10) ◽  
pp. 6493-6498 ◽  
Author(s):  
Justin Thornton ◽  
Larry S. McDaniel

ABSTRACT Pneumolysin (PLY) is a major virulence factor of Streptococcus pneumoniae that elicits a variety of proinflammatory responses from cells of the host immune system. Intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1) is a cell adhesion molecule involved in leukocyte trafficking toward inflammatory stimuli in extravascular sites. In this study, we evaluated the effect of PLY on expression of ICAM-1 in THP-1 monocytic cells exposed to S. pneumoniae. Exposure of cells to PLY-expressing S. pneumoniae strain WU2 for 6 h led to significantly higher levels of ICAM-1 message than those in cells exposed to either medium alone or ΔPLY1, a PLY-negative isogenic mutant of WU2. Cells exposed to purified recombinant PLY also showed a dose-dependent increase in ICAM-1 mRNA compared to cells exposed to medium alone. Exposure to recombinant PLY containing a single amino acid substitution (Trp433→Phe) that decreases cytolytic activity did not increase ICAM-1 mRNA to levels seen with wild-type PLY. In addition, THP-1 cells exposed to wild-type strain WU2 or D39 had increased ICAM-1 on their surface compared to cells exposed to medium alone or their PLY-negative isogenic mutants ΔPLY1 and ΔPLY2, respectively. These data indicate that PLY induces transcription and production of a cell adhesion molecule involved in the inflammatory response that may play a role in pneumococcal infection.


2008 ◽  
Vol 2008 ◽  
pp. 1-7 ◽  
Author(s):  
Wei Jin ◽  
Handong Wang ◽  
Wei Yan ◽  
Lizhi Xu ◽  
Xiaoliang Wang ◽  
...  

Inflammatory response plays an important role in the pathogenesis of secondary brain injury after traumatic brain injury (TBI). Nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2) is a key transcription factor that plays a crucial role in cytoprotection against inflammation. The present study investigated the role of Nrf2 in the cerebral upregulation of NF-κB activity, proinflammatory cytokine, and ICAM-1 after TBI. Wild-type Nrf2 (+/+) and Nrf2 (−/−)-deficient mice were subjected to a moderately severe weight-drop impact head injury. Electrophoretic mobility shift assays (EMSAs) were performed to analyze the activation of nuclear factor kappa B (NF-κB). Enzyme-linked immunosorbent assays were performed to quantify the production of tumor necrosis factor-α(TNF-α), interleukin-1β(IL-1β), and interleukin-6 (IL-6). Immunohistochemistry staining experiments were performed to detect the expression of intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1). Nrf2 (−/−) mice were shown to have more NF-κB activation, inflammatory cytokines TNF-α, IL-1βand IL-6 production, and ICAM-1 expression in brain after TBI compared with their wild-type Nrf2 (+/+) counterparts. The results suggest that Nrf2 plays an important protective role in limiting the cerebral upregulation of NF-κB activity, proinflammatory cytokine, and ICAM-1 after TBI.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document