Docsity
Docsity

Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity


Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium


Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki

Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia, Publikacje z Immunologia

Artykuł opublikowany w: Postepy Hig Med Dosw.

Typologia: Publikacje

2019/2020

Załadowany 28.08.2020

Michal_89
Michal_89 🇵🇱

4.5

(21)

93 dokumenty

1 / 7

Toggle sidebar

Ta strona nie jest widoczna w podglądzie

Nie przegap ważnych części!

bg1
Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia*
Hyaluronan-mediated regulation of infl ammation
Rafał Krasiński1, Henryk Tchórzewski2
1 Zakład Patofi zjologii i Immunologii Klinicznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi
2 Zakład Immunologii Klinicznej, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi
Streszczenie
Hialuronian jest biopolimerem o dużej masie cząsteczkowej, którego liniowa struktura jest utwo-
rzona przez powtarzające się podjednostki dwucukrowe. W skład pojedynczej podjednostki wcho-
dzą: N-acetylo-D-glukozamina i kwas D-glukuronowy. Glikozamikan ten jest głównym skład-
nikiem macierzy zewnątrzkomórkowej. Hialuronian poza rolą strukturalną może wpływać na
proliferację, różnicowanie i migrację komórek, angiogenezę oraz reakcje zapalne i czynność ko-
mórek odpornościowych. W przebiegu zapalenia następuje nasilenie dynamiki przemian hialu-
ronianu. Pod wpływem enzymów i wolnych rodników tlenowych obecnych w ognisku zapalnym
postać wielkocząsteczkowa jest degradowana do fragmentów o mniejszej masie cząsteczkowej,
wykazujących wiele odmiennych w stosunku do cząstki natywnej funkcji. Liczne dane literatu-
rowe wskazują, że działanie hialuronianu na komórki odpornościowe jest ściśle zależne od jego
masy cząsteczkowej. Postać wielkocząsteczkowa może uczestniczyć w wygaszaniu reakcji zapal-
nych, zaś fragmenty o małej masie cząsteczkowej działają prozapalnie i aktywująco na komórki
układu immunologicznego. Takie fragmenty, poprzez oddziaływanie z receptorami powierzch-
niowymi (np. CD44, RHAMM, TLR4), aktywują komórki odpornościowe, wpływają na wytwa-
rzanie cytokin, chemokin, reaktywnych form tlenu i innych czynników zaangażowanych w pro-
ces zapalenia. Hialuronian może się więc okazać istotnym czynnikiem regulującym zapalenie.
Fragmenty o małej masie cząsteczkowej generowane już we wczesnej fazie procesu zapalnego
dostarczają sygnału o uszkodzeniu tkanki i mobilizują komórki immunokompetentne, a postać
wielkocząsteczkowa poprzez hamowanie czynności komórek odpornościowych zapobiega nad-
miernemu nasileniu reakcji zapalnych.
Słowa kluczowe: hialuronian • hialur onian niskocząsteczkowy • hialuronian wielkocząsteczkowy • zapalenie
Summary
Hyaluronan is high-molecular-weight biopolymer. Its linear structure is created by repeating di-
saccharide units. A single unit is composed of N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid.
Hyaluronan is the main component of the extracellular matrix. Apart from its structural role, hy-
aluronan can infl uence cell proliferation, differentiation, and migration, angiogenesis, as well
as infl ammation and immune cell function. During infl ammation, high-molecular-weight hy-
aluronan is broken down under the infl uence of free radicals and enzymes to smaller fragments.
Numerous literature data show that the effect of haluronan on immune cells is closely dependent
on its molecular mass. High-molecular-weight hyaluronan can participate in restraining infl am-
mation, while the low-molecular-weight form possesses a proinfl ammatory effect and activates
immune cells. Through interaction with surface receptors (CD44, RHAMM, TLR4), hyaluronan
fragments stimulate immune cells and enhance cytokine and reactive oxygen species production
Received: 2007.06.05
Accepted: 2007.10.30
Published: 2007.11.19
* Praca naukowa fi nansowana ze środków na naukę w latach 2007-2009, grant promotorski Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa
Wyższego.
683
Review
www.phmd.pl
Postepy Hig Med Dosw. (online), 2007; 61: 683-689
e-ISSN 1732-2693
pf3
pf4
pf5

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia i więcej Publikacje w PDF z Immunologia tylko na Docsity!

Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia*

Hyaluronan-mediated regulation of inflammation

Rafał Krasiński 1 , Henryk Tchórzewski^2

1 Zakład Patofi zjologii i Immunologii Klinicznej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

2 Zakład Immunologii Klinicznej, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki w Łodzi

Streszczenie

Hialuronian jest biopolimerem o dużej masie cząsteczkowej, którego liniowa struktura jest utwo- rzona przez powtarzające się podjednostki dwucukrowe. W skład pojedynczej podjednostki wcho- dzą: N-acetylo-D-glukozamina i kwas D-glukuronowy. Glikozamikan ten jest głównym skład- nikiem macierzy zewnątrzkomórkowej. Hialuronian poza rolą strukturalną może wpływać na proliferację, różnicowanie i migrację komórek, angiogenezę oraz reakcje zapalne i czynność ko- mórek odpornościowych. W przebiegu zapalenia następuje nasilenie dynamiki przemian hialu- ronianu. Pod wpływem enzymów i wolnych rodników tlenowych obecnych w ognisku zapalnym postać wielkocząsteczkowa jest degradowana do fragmentów o mniejszej masie cząsteczkowej, wykazujących wiele odmiennych w stosunku do cząstki natywnej funkcji. Liczne dane literatu- rowe wskazują, że działanie hialuronianu na komórki odpornościowe jest ściśle zależne od jego masy cząsteczkowej. Postać wielkocząsteczkowa może uczestniczyć w wygaszaniu reakcji zapal- nych, zaś fragmenty o małej masie cząsteczkowej działają prozapalnie i aktywująco na komórki układu immunologicznego. Takie fragmenty, poprzez oddziaływanie z receptorami powierzch- niowymi (np. CD44, RHAMM, TLR4), aktywują komórki odpornościowe, wpływają na wytwa- rzanie cytokin, chemokin, reaktywnych form tlenu i innych czynników zaangażowanych w pro- ces zapalenia. Hialuronian może się więc okazać istotnym czynnikiem regulującym zapalenie. Fragmenty o małej masie cząsteczkowej generowane już we wczesnej fazie procesu zapalnego dostarczają sygnału o uszkodzeniu tkanki i mobilizują komórki immunokompetentne, a postać wielkocząsteczkowa poprzez hamowanie czynności komórek odpornościowych zapobiega nad- miernemu nasileniu reakcji zapalnych.

Słowa kluczowe: hialuronian • hialuronian niskocząsteczkowy • hialuronian wielkocząsteczkowy • zapalenie

Summary

Hyaluronan is high-molecular-weight biopolymer. Its linear structure is created by repeating di- saccharide units. A single unit is composed of N-acetyl-D-glucosamine and D-glucuronic acid. Hyaluronan is the main component of the extracellular matrix. Apart from its structural role, hy- aluronan can influence cell proliferation, differentiation, and migration, angiogenesis, as well as inflammation and immune cell function. During inflammation, high-molecular-weight hy- aluronan is broken down under the influence of free radicals and enzymes to smaller fragments. Numerous literature data show that the effect of haluronan on immune cells is closely dependent on its molecular mass. High-molecular-weight hyaluronan can participate in restraining inflam- mation, while the low-molecular-weight form possesses a proinflammatory effect and activates immune cells. Through interaction with surface receptors (CD44, RHAMM, TLR4), hyaluronan fragments stimulate immune cells and enhance cytokine and reactive oxygen species production

Received: 2007.06. Accepted: 2007.10. Published: 2007.11.

  • Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2007-2009, grant promotorski Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Review

Postepy Hig Med Dosw. (online), 2007; 61: 683-689 www. phmd .pl

e-ISSN 1732-

WSTĘP

Hialuronian (HA) – glikozaminoglikan będący głównym składnikiem macierzy zewnątrzkomórkowej - jest biopoli- merem o liniowej, nierozgałęzionej cząsteczce, zbudowanym z powtarzających się podjednostek dwucukrowych. W skład pojedynczej podjednostki wchodzą: N-acetylo-D-glukozami- na i kwas D-glukuronowy [20]. W odróżnieniu od innych gli- kozaminoglikanów (siarczan heparyny, siarczan chondroity- ny, siarczan dermatanu) jest syntetyzowany nie we wnętrzu komórki a na wewnętrznej powierzchni błony komórkowej [33] z udziałem enzymów – syntaz hialuronianowych HAS1, HAS2, HAS3 [50], a powstająca de novo cząsteczka ulega translokacji do przestrzeni zewnątrzkomórkowej w miarę wydłużania łańcucha [33]. HA występuje fizjologicznie jako polimer o dużej masie cząsteczkowej (>10^6 Da).

Początkowo HA uważano jedynie za element strukturalny i sta- bilizujący tkanki. Wypełnia on przestrzenie między komór- kami, dzięki zdolności wiązania dużych ilości wody zapew- nia prawidłową hydratację tkanek, w stawach pełni funkcję smaru zmniejszając siły tarcia. W odróżnieniu od typowych elementów strukturalnych, przemiany HA charakteryzują się jednak dużą dynamiką – jego okres półtrwania w skórze to około 12 godzin [20]. Procesy syntezy i degradacji tego gliko- zaminoglikanu przebiegają szczególnie intensywnie w miej- scu toczącego się procesu zapalnego [30]. Tempo przemian HA oraz istnienie receptorów, poprzez które może on wpły- wać na czynność komórek (m.in. CD44, RHAMM, TLR4) wskazuje, że jego rola jest zdecydowanie bardziej złożona niż tylko zapewnienie prawidłowych właściwości fizycznych tka- nek. Przez oddziaływanie z receptorami, HA może wpływać na takie procesy jak proliferacja, różnicowanie i dojrzewanie komórek, migracja komórek w obrębie tkanek, angiogeneza czy ekspresja genów wielu cytokin i chemokin.

Istotną rolę przypisuje się hialuronianowi w procesie nowo- tworzenia. Wiele typów nowotworów, np. rak jelita grube-

go, rak jajnika, wytwarza zwiększone ilości HA. Wykazano, że HA sprzyja proliferacji komórek nowotworowych i roz- wojowi guza [14], a także może tworzyć fizyczną barierę chroniącą guz przed wpływem układu odpornościowego [46] i wpływać na czynność komórek odpornościowych [18]. Pewne nowotwory, jak np. rak pęcherza moczowego czy rak prostaty, wytwarzają hialuronidazę degradującą HA [21]. Powstające oligosacharydy HA sprzyjają rozwojowi nowotworu poprzez stymulację angiogenezy [39] i nasile- nie migracji komórek nowotworowych [40].

Liczne dane literaturowe wskazują również, że HA po- przez swój wpływ na komórki układu immunologiczne- go może regulować reakcje zapalne i przebieg odpowie- dzi immunologicznej.

H IALURONIAN A ZAPALENIE

Reakcje zapalne uruchamiane w odpowiedzi na zakażenie czy uszkodzenie tkanek mają na celu ograniczenie działa- nia i eliminację czynników szkodliwych, pobudzenie pro- cesów naprawczych i przywrócenie prawidłowej funkcji narządu. Wiele oddziaływań między poszczególnymi ele- mentami układu immunologicznego pozwala na precyzyjną regulację procesu zapalnego. Hialuronian – główny skład- nik macierzy zewnątrzkomórkowej – poprzez swój wpływ na komórki odczynu zapalnego może stanowić ważny ele- ment regulujący zapalenie.

W przebiegu zapalenia następuje nasilenie dynamiki przemian hialuronianu [30]. Zwiększa się jego synteza oraz degrada- cja, w ognisku zapalnym gromadzą się fragmenty o mniej- szej masie cząsteczkowej zdolne do aktywacji wewnątrzko- mórkowych ścieżek transdukcji sygnału. Ich powstawanie jest wynikiem działania enzymów (zwłaszcza hialuronidaz) [10], reaktywnych form tlenu i peroksynitratów [26], a tak- że mechanicznego niszczenia postaci wielkocząsteczkowej [23]. Wiele danych literaturowych wskazuje, że biologiczne

as well as other factors participating in inflammation. Hyaluronate can thus be an important re- gulator of the inflammatory process. Low-molecular-weight fragments deliver signal about tis- sue damage and mobilize immune cells, while the high-molecular-form suppresses immune cell function and prevents excessive exacerbation of inflammation.

Key words: hyaluronan • high-molecular-weight hyaluronan • low-molecular-weight hyaluronan •

inflammation

Full-text PDF: http://www.phmd.pl/pub/phmd/vol_61/11508.pdf

Word count: 2439 Tables: 1 Figures: 1 References: 52

Adres autora: mgr Rafał Krasiński, Zakład Immunologii Klinicznej, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, ul. Rzgowska 281/289,

93-338 Łódź; e-mail: [email protected]

Wykaz skrótów: HA – hialuronian; HAS – syntaza hialuronianowa; HMWH – hialuronian wielkocząsteczkowy;

LMWH – hialuronian niskocząsteczkowy; PMNL – leukocyty wielojądrzaste; TLR – receptor

toll-podobny (toll-like receptor).

Postepy Hig Med Dosw (online), 2007; tom 61: 683-

syjnie. Wykazano, że hamuje on właściwości fagocytarne makrofagów i PMNL [9,41]. Stopień zahamowania zwięk- sza się wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej HA, zaś frag- menty o małej masie cząsteczkowej (~90 kDa) nie tylko nie działają hamująco, ale nasilają fagocytozę [9].

Działanie przeciwzapalne HMWH uwidocznia się także w jego wpływie na jądrowy czynnik transkrypcyjny NF-kB. Aktywacja NF-kB prowadzi do transkrypcji wielu genów, m.in. cytokin prozapalnych (IL-1, IL-6, TNF-a), chemo- kin (IL-8), molekuł adhezyjnych, indukowalnej syntazy tlenku azotu (iNOS) i in. Zaobserwowano, że preinkuba- cja makrofagów z HMWH powoduje zahamowanie akty- wacji NF-kB pod wpływem czynnika prozapalnego [29]. Zdolność ta maleje wraz ze spadkiem masy cząsteczko- wej HA, a fragmenty o masie <500 kDa same aktywują NF-kB [29]. Opisano hamujący wpływ HMWH (Healon, m.cz. 4×10 6 Da) na wytwarzanie cytokin prozapalnych (IL-1b, IL-6) przez makrofagi; dodatkowo stwierdzono za- hamowanie proliferacji tych komórek [35]. Zahamowanie wytwarzania cytokin stwierdzono także w odniesieniu do fibroblastów [48]. Hialuronian o masie cząsteczko- wej 600–800 kDa osłabiał ekspresję genów IL-8 i iNOS w niestymulowanych fibroblastach. Stymulacja fibrobla- stów przez IL-1 powodowała m.in. wzrost ekspresji genu TNF-a, a hialuronian znosił to działanie. Nie zostało na- tomiast stwierdzone, czy zahamowanie wytwarzania cy- tokin jest w powyższych przypadkach związane z osłabie- niem aktywacji NF-kB.

Istotną rolę w wygaszaniu procesu zapalnego odgrywają limfocyty T CD4+CD25+^ (Treg). Hamują one proliferację innych typów komórek i wytwarzanie przez nie cytokin, a także są pomocne w utrzymaniu tolerancji wobec auto- antygenów. Na spoczynkowych limfocytach Treg występu- je wariant receptorów CD44 o niskim powinowactwie do

HA [1,7]. Zmiany konformacyjne tych receptorów wywo- łane aktywacją komórki wielokrotnie zwiększają ich zdol- ność do wiązania HA. Wykazano, że HMWH nasila supre- sorowe właściwości Treg in vitro, co przejawia się m.in. znaczącym zahamowaniem proliferacji komórek efektoro- wych dla limfocytów T regulatorowych [1,7].

HA obecny w miejscu toczącego się procesu zapalnego może tworzyć charakterystyczne struktury, złożone z połą- czonych ze sobą pojedynczych łańcuchów tego glikozani- noglikanu [2,4,12,22]. Rolę łączników pełnią takie cząstki, jak m.in. TSG-6 (TNF-stimulated gene 6), PTX3 (pentrak- syna 3), TSP-1, IaI (inter-a-inhibitor), których ekspresja zachodzi pod wpływem mediatorów zapalenia. Uważa się, że takie struktury hialuronianu są wytwarzane we wnętrzu komórki, a w ich wytwarzaniu uczestniczy retikulum en- doplazmatyczne [2,12]. Taka postać HA może ograniczać reakcje immunologiczne poprzez wiązanie monocytów, limfocytów T i B i utrzymywanie ich w stanie nieaktyw- nym i niewrażliwym na aktywację [2]. Występowanie ta- kich struktur HA wykazano m.in. w chorobie Crohna i reu- matoidalnym zapaleniu stawów [2,4,12].

Kwestią wciąż nie do końca wyjaśnioną jest, w jakim stop- niu przeciwzapalne działanie HMWH wynika z induk- cji wewnątrzkomórkowych szlaków transdukcji sygnału, a w jakim, ze względu na rozmiar cząsteczki i przyjmo- waną konformację przestrzenną, z fizycznego blokowa- nia dostępu czynników prozapalnych do receptorów ko- mórkowych.

P ROZAPALNE DZIAŁANIE HIALURONIANU NISKOCZĄSTECZKOWEGO

W miejscu procesu zapalnego zachodzi intensywna synteza HA i wzmożona jego degradacja pod wpływem uwalnia- nych z komórek enzymów (zwłaszcza hialuronidaz) i wol-

Ryc. 1. Oddziaływanie hialuronianu niskocząsteczkowego na komórki odpornościowe. Depolimeryzacja wielkocząsteczkowego hialuronianu (HMWH)

zachodząca pod wpływem reaktywnych form tlenu (RFT) i enzymów, m.in. hialuronidaz, prowadzi do powstania fragmentów o małej masie

cząsteczkowej (LMWH). LMWH oddziałując poprzez receptory (m.in. CD44, RHAM, TLR4) wywołuje wiele efektów biologicznych

Postepy Hig Med Dosw (online), 2007; tom 61: 683-

nych rodników tlenowych. Rozerwanie liniowej struktury HMWH skutkuje powstaniem fragmentów o mniejszej ma- sie cząsteczkowej (LMWH), mogących aktywować komórki odpornościowe (komórki dendrytyczne, monocyty/makro- fagi, PMNL), indukować ekspresję wielu genów i nasilać reakcje zapalne. LMWH wpływa na adhezję leukocytów do śródbłonka i ich migrację do ogniska zapalnego, aktywuje jądrowy czynnik transkrypcyjny NF-kB, indukuje wytwa- rzanie wielu cytokin (IL-1b, TNF-a, TGF-b i in.), chemo- kin (MCP-1a, MCP-1b, RANTES, IL-8), metaloproteinaz macierzy (MMPs), czy tlenku azotu (NO) (ryc. 1).

LMWH I MIGRACJA LEUKOCYTÓW

Migracja leukocytów ze światła naczynia krwionośnego do tkanki objętej procesem zapalnym wymaga w pierwszej ko- lejności zakotwiczenia komórek na powierzchni śródbłon- ka. Proces ten zachodzi z udziałem cząstek adhezyjnych: selektyn, integryn i cząstek z nadrodziny immunoglobu- lin. Czynniki występujące lokalnie w miejscu zapalenia, takie jak IL-1b, TNF-a, LPS aktywują śródbłonek, wpły- wają na jego właściwości adhezyjne i stymulują wytwa- rzanie wielu czynników (IL-1, IL-8, PAF, MCP-1, tlenek azotu i in.) wspomagających migrację leukocytów.

Wykazano, że komórki śródbłonka mogą poprzez receptory TLR4 rozpoznawać fragmenty hialuronianu o małej masie cząsteczkowej gromadzące się lokalnie w miejscu zapale- nia [42]. Po pobudzeniu receptorów TLR4 przez oligosa- charydy hialuronianu, szczególnie intensywnie zwiększa się wytwarzanie IL-8 [42]. Cytokina ta jest ważnym czyn- nikiem chemotaktycznym dla neutrofilów – głównych ko- mórek wczesnej fazy zapalenia. Poza działaniem chemotak- tycznym stymuluje wybuch tlenowy oraz uwalnia czynniki i enzymy lizosomalne, które uczestniczą w eliminacji pa- togenu. Śródbłonek naczyniowy stanowi aktywny element odpowiedzi immunologicznej a produkty degradacji hialu- ronianu mogą dostarczać wczesnego sygnału o uszkodzeniu okolicznych tkanek i inicjować reakcje obronne.

LMWH I CYTOKINY

Dane literaturowe wskazują, że fragmenty hialuronianu o masie cząsteczkowej 200–300 kDa mogą aktywować ją- drowy czynnik transkrypcyjny NF-kB [29] oraz stymulo- wać wytwarzanie cytokin (IL-1b, TNF-a) [11,42] i che- mokin (MIP-1a, MIP-1b, RANTES) [25] przez makrofagi, a także indukować syntazę tlenku azotu [21] i pobudzać wytwarzanie metaloelastazy [13]. Część wywieranych działań, takich jak m.in. stymulacja wytwarzania M-CSF, IL-1b i TNF-a zachodzi poprzez receptor CD44. Wpływ LMWH na wytwarzanie cytokin zaobserwowano również w przypadku eozynofilów i neutrofilów. Stymulacja recep- torów CD44 obecnych na ludzkich neutrofilach powodu- je uwalnianie IL-6 [36]. Działanie LMWH na eozynofi- le objawia się m.in. wydzielaniem TGF-b i zwiększeniem przeżywalności tych komórek [31].

Mniejsze fragmenty hialuronianu, złożone z 4–16 podjed- nostek disacharydowych (oligosacharydy hialuronianu) sty- mulują wytwarzanie cytokin przez komórki dendrytyczne [44,45]. Oddziaływanie to zachodzi głównie poprzez re- ceptor TLR4. Ten typ receptorów jest zaangażowany tak- że w oddziaływanie oligosacharydów hialuronianu na ko-

mórki śródbłonka naczyniowego, co przejawia się m.in. wzrostem wytwarzania IL-8 [42].

Poprzez swój wpływ na wytwarzanie cytokin i chemokin, hialuronian o małej masie cząsteczkowej może więc nasilać reakcje zapalne. Uwalniane lokalnie w miejscu zapalenia cytokiny pozwalają na precyzyjne sterowanie czynnością już obecnych komórek, regulują napływ innych populacji leukocytów i koordynują odpowiedź immunologiczną.

LMWH I KOMÓRKI NK ORAZ LIMFOCYTY Tgd

Komórki NK są ważnym elementem odpowiedzi immu- nologicznej wrodzonej. Pełnią funkcje efektorowe, a także wytwarzają cytokiny pro- i przeciwzapalne i w ten sposób regulują przebieg odpowiedzi immunologicznej. Wykazano, że pobudzenie receptorów CD44 obecnych na powierzchni komórek NK, których ligandem jest m.in. hialuronian, sty- muluje sekrecję cytokin i hamuje apoptozę tych komórek, jak również wywołuje zmiany morfologiczne i wpływa na ekspresję markerów powierzchniowych [19].

Limfocyty Tgd występujące w skórze, nazywane także naskórkowymi dendrytycznymi limfocytami T (DETC), podobnie jak komórki NK mogą brać udział w reakcjach naturalnej cytotoksyczności. Mają zdolność rozpoznawa- nia sekwencji peptydowych białek szoku cieplnego (HSP) stąd sugeruje się ich udział w tzw. odpowiedzi na stres. Rozpoznają własne antygeny pojawiające się na uszkodzo- nych keratynocytach i uczestniczą w procesie gojenia się ran. Wykazano, że czynnik wzrostu keratynocytów FGF- wytwarzany przez komórki DETC po ich aktywacji pobudza syntezę hialuronianu przez keratynocyty, i że generowany hialuronian odgrywa ważną rolę w procesie migracji ma- krofagów do miejsca zapalenia/zranienia. U myszy z usu- niętym genem receptorów gdTCR obserwuje się zmniej- szenie syntezy hialuronianu w obrębie rany i zakłócenie procesu migracji makrofagów [15].

LMWH I KOMÓRKI DENDRYTYCZNE

Komórki dendrytyczne należą do komórek prezentujących antygen i są istotnym ogniwem układu immunologicznego, łącznikiem pomiędzy odpowiedzią immunologiczną natu- ralną i nabytą. Poprzez receptory TLR rozpoznają wyso- ce konserwatywne struktury patogenów charakteryzujące się odpowiednimi układami cukrów prostych. Aktywacja receptorów TLR indukuje dojrzewanie komórek dendry- tycznych przejawiające się zwiększeniem ekspresji takich molekuł jak HLA-DR czy cząstek kostymulujących B7. i B7.2 i nasileniem wytwarzania cytokin prozapalnych (TNF-a, IL-1b, IL-12). Aktywowane komórki dendry- tyczne migrują do okolicznych węzłów chłonnych, gdzie prezentują antygen naiwnym limfocytom T.

Termeer i wsp. [44,45], wykazali, że oligosacharydy hia- luronianu obecne w miejscu zapalenia mogą aktywować komórki dendrytyczne i stymulować je do wytwarzania cy- tokin oraz pobudzać wytwarzanie metaloproteinaz [5], de- gradujących macierz zewnątrzkomórkową i ułatwiających ich migrację do lokalnych węzłów chłonnych. Proces akty- wacji komórek dendrytycznych przez hialuronian zachodzi głównie poprzez receptory TLR4. Właściwości aktywują- ce mają oligosacharydy hialuronianu, nie zaś postać wiel-

Krasiński R. i Tchórzewski H. – Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia

[17] Kim H.R., Wheeler M.A., Wilson C.M., Iida J., Eng D., Simpson M.A., McCarthy J.B., Bullard K.M.: Hyaluronan facilitates invasion of co- lon carcinoma cells in vitro via interaction with CD44. Cancer Res., 2004; 64: 4569– [18] Kuang D.M., Wu Y., Chen N., Cheng J., Zhuang S.M., Zheng L.: Tumor-derived hyaluronan induces formation of immunosuppressive macrophages through transient early activation of monocytes. Blood, 2007; 110: 587– [19] Larkin J., Renukaradhya G.J., Sriram V., Du W., Gervay-Hague J., Brutkiewicz R.R.: CD44 differentially activates mouse NK T cells and conventional T cells. J. Immunol., 2006; 177: 268– [20] Laurent T.C., Fraser J.R.: Hyaluronan. FASEB J., 1992; 6: 2397– [21] Lokeshwar V.B., Young M.J., Goudarzi G., Iida N., Yudin A.I., Cherr G.N., Selzer M.G.: Identification of bladder tumor-derived hyaluroni- dase: its similarity to HYAL1. Cancer Res., 1999; 59: 4464– [22] Majors A.K., Austin R.C., de la Motte C.A., Pyeritz R.E., Hascall V.C., Kessler S.P., Sen G., Strong S.A.: Endoplasmic reticulum stress indu- cess hyaluronan deposition and leukocyte adhesion. J. Biol. Chem., 2003; 278: 47223– [23] Mascarenhas M.M., Day R.M., Ochoa C.D., Choi W.I., Yu L., Ouyang B., Garg H.G., Hales C.A., Quinn D.A.: Low molecular weight hyalu- ronan from stretched lung enhances interleukin-8 expression. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 2004; 30: 51– [24] McKee C.M., Lowenstein C.J., Horton M.R., Wu J., Bao C., Chin B.Y., Choi A.M., Noble P.W.: Hyaluronan fragments induce nitric- oxide synthase in murine macrophages through a nuclear factor kB- dependent mechanism. J. Biol. Chem., 1997; 272: 8013– [25] McKee C.M., Penno M.B., Cowman M., Burdick M.D., Strieter M.R., Bao C., Noble P.W.: Hyaluronan (HA) fragments induce chemokine gene expression in alveolar macrophages. The role of HA size and CD44. J. Clin. Invest., 1996; 98: 2403– [26] Moseley R., Waddington R.J., Embery G.: Degradation of glycosa- minoglycans by reactive oxigen species derived from stimulated po- lymorphonuclear leukocytes. Biochim. Biophys. Acta, 1997; 1362: 221– [27] Mummert M.E., Mummert D., Edelbaum D., Hui F., Matsue H., Takashima A.: Synthesis and surface expression of hyaluronan by den- dritic cells and its potential role in antigen presentation. J. Immunol., 2002; 169: 4322– [28] Nedvetzki S., Gonen E., Assayag N., Reich R., Williams R.O., Thurmond R.L., Huang J.F., Neudecker B.A., Wang F.S., Turley E.A., Naor D.: RHAMM, a receptor for hyaluronan-mediated motility, com- pensates for CD44 in inflamed CD44-knockout mice: A different in- terpretation of redundancy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004; 101: 18081– [29] Neumann A., Schinzel R., Palm R., Riederer P., Munch G.: High mo- lecular weight hyaluronic acid inhibits advanced glycation endpro- duct-induced NF-kappa B activation and cytokine expression. FEBS Lett., 1999; 453: 283– [30] Noble P.W.: Hyaluronan and its catabolic products in tissue injury and repair. Matrix Biol., 2002; 21: 25– [31] Ohkawara Y., Tamura G., Iwasaki T., Tanaka A., Kikuchi T., Shirato K.: Activation and transforming growth factor-b production in eosinophils by hyaluronan. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 2000; 23: 444– [32] Pericle F., Sconocchia G, Titus J.A., Segal D.M.: CD44 is a cytotoxic triggering molecule on human polymorphonuclear cells. J. Immunol., 1996; 157: 4657– [33] Prehm P.: Hyaluronate is synthetized at plasma membranes. Biochem. J., 1984; 220: 597– [34] Scheibner K.A., Lutz M.A., Boodoo S., Fenton M.J., Powell J.D., Horton M.R.: Hyaluronan fragments act as an endogenous danger si- gnal by engaging TLR2. J. Immunol., 2006; 177: 1272–

[35] Schimizzi A.L., Massie J.B., Murphy M., Perry A., Kim C.W., Garfin S.R., Akeson W.H.: High-molecular-weight hyaluronan inhibits macro- phage proliferation and cytokine release in the early wound of a prec- linical postlaminectomy rat model. Spine J., 2006; 6: 550– [36] Sconocchia G., Campagnano L., Adorno D., Iacona A., Cococcetta N.Y., Boffo V., Amadori S., Casciani C.U.: CD44 ligation on periphe- ral blood polymorphonuclear cells induces interleukin-6 production. Blood, 2001; 97: 3621– [37] Sconocchia G., Titus J.A., Segal D.M.: CD44 is a cytotoxic triggering molecule in human peripheral blood NK cells. J. Immunol., 1994; 153: 5473– [38] Screaton G.R., Bell M.V., Jackson D.G., Cornelis F.B., Gerth U., Bell J.I.: Genomic structure of DNA encoding the lymphocyte homing re- ceptor CD44 reveals at least 12 alternatively spliced exons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992; 89: 12160– [39] Simpson M. A.: Concurrent expression of hyaluronan biosynthetic and processing enzymes promotes growth and vascularization of prostate tumors in mice. Am. J. Pathol., 2006; 169: 247– [40] Sugahara K. N., Murai T., Nishinakamura H., Kawashima H., Saya H., Miyasaka M.: Hyaluronan oligosaccharides induce CD44 cleavage and promote cell migration in CD44-expressing tumor cells. J. Biol. Chem., 2003; 278: 32259– [41] Tamoto K., Nochi H., Tada M., Shimada S., Mori Y., Kataoka S., Suzuki Y., Nakamura T.: High-molecular-weight hyaluronic acids in- hibit chemotaxis and phagocytosis but not lysosomal enzyme release induced by receptor-mediated stimulations in guinea pig phagocytes. Microbiol. Immunol., 1994; 38: 73– [42] Taylor K.R., Trowbridge J.M., Rudisill J.A., Termeer C.C., Simon J.C., Gallo R.L.: Hyaluronan fragments stimulate endothelial recognition of injury through TLR4. J. Biol. Chem., 2004; 279: 17079– [43] Teder P., Vandivier R.W., Jiang D., Liang J., Cohn L., Pure E., Henson P.M., Noble P.W.: Resolution of lung inflammation by CD44. Science, 2002; 296: 155– [44] Termeer C., Benedix F., Sleeman J., Fieber C., Voith U., Ahrens T., Miyake K., Freudenberg M., Galanos C., Simon J.C.: Oligosaccharides of hyaluronan activate dendritic cells via toll-like receptor 4. J. Exp. Med., 2002; 195: 99– [45] Termeer C., Hennies J., Voith U., Ahrens T., Weiss J.M., Prehm P., Simon J.C.: Oligosaccharides of hyaluronan are potent activators of dendritic cells. J. Immunol., 2000; 165: 1863– [46] Tesar B.M., Jiang D., Liang J., Palmer S.M., Noble P.W., Goldstein D.R.: The role of hyaluronan degradation products as innate alloim- mune agonists. Am. J. Transplant., 2006; 6: 2622– [47] Toole B. P.: Hyaluronan promotes the malignant phenotype. Glycobiology, 2002; 12: 37R–42R [48] Wang C.T., Lin Y.T., Chiang B.L., Lin Y.H., Hou S.M.: High molecu- lar weight hyaluronic acid down-regulates the gene expression of oste- oarthritis-associated cytokines and enzymes in fibroblast-like synovio- cytes from patients with early osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage, 2006; 14: 1237– [49] Webb D.S., Shimizu Y., Van Seventer G.A., Shaw S., Gerrard T.L.: LFA-3, CD44, and CD45: physiologic triggers of human monocyte TNF and IL-1 release. Science, 1990; 249: 1295– [50] Weigel P.H., Hascall V.C., Tammi M.: Hyaluronan synthases. J. Biol. Chem., 1997; 272: 13997– [51] Wells A., Larsson E., Hanas E., Laurent T., Hallgren R., Tufweson G.: Increased hyaluronan in acutely rejecting human kidney grafts. Transplantation, 1993; 55: 1346– [52] Zaman A., Cui Z., Foley J.P., Zhao H., Grimm P.C., DeLisser H.M., Savani R.C.: Expression and role of the hyaluronan receptor RHAMM in inflammation after bleomycin injury. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol., 2005; 33: 447–

Krasiński R. i Tchórzewski H. – Hialuronian jako czynnik regulujący proces zapalenia