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Contribution of CD95 to the activation of innate immune response

Gao, Liang

German Title: Beitrag von CD95 zur Aktivierung der angeborenen Immunantwort

[thumbnail of Liang Gao A290 PhD Thesis.pdf]
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Myeloid cell recruitment plays a pivotal role in innate immune response. It comprises a cascade of sequential cellular processes including slow rolling, activation and firm adhesion, and transendothelial cell migration. Apart from the well-known apoptotic function, CD95 serves as an inflammatory mediator by inducing production of cytokines and chemokines in a variety of cell types and triggering myeloid cell transmigration to inflammatory sites via Syk-PI3K-MMP9 signaling pathway. Utilizing an ex vivo autoperfused mouse flow chamber assay, we show here that CD95 ligand (CD95L) induces neutrophil slow rolling. Engagement of CD95 with CD95 ligand in myeloid cells activates the signaling pathway of Syk-BTK-PLC-γ2, which is essential for selectin-induced integrin activation in neutrophil slow rolling. Furthermore, activation of Rap1, which serves as a direct mediator for integrin activation, by CD95 signaling in neutrophils suggests the involvement of integrin activation in CD95-induced slow rolling. In line with this hypothesis, integrin activation upon CD95L treatment was detected by performing active integrin reporter antibodies binding assay and soluble ICAM1 binding assay. In addition to activating integrin, CD95 recruits integrin and forms microclusters upon CD95L stimulation. Our results indicate that CD95 signaling activates integrin in mediating neutrophils slow rolling. We also found the involvement of endothelia cells and Ly6Chi monocytes - the classical inflammatory monocytes- in CD95-mediated innate response. Inducible deletion of CD95L in endothelial cells (CD95Lf/f;Ve-CadherinERT2/4cre) impaired neutrophil recruitment in a thioglycollate-induced peritonitis model. Unlike TNF-α, deletion of CD95 in endothelial cells (CD95f/f;Ve-CadherinERT2/4cre) had no impact on the expression levels of adhesion molecules and neutrophil recruitment. Moreover, CD95 selectively induced the mobilization and recruitment of inflammatory monocytes in a CCL2-dependent manner. In this study we show for the first time that CD95 signaling mediates neutrophil slow rolling via activation of integrin. Endothelial cells participate in this process by presenting CD95L. CD95 is also involved in the recruitment of inflammatory monocytes. Taken together with our previous findings, our studies identify a CD95 chemotactic axis pathway for innate immune cell recruitment.

Translation of abstract (German)

Myeloide Zellrekrutierung spielt eine zentrale Rolle in der angeborenen Immunantwort. Sie besteht aus einer Kaskade von zellulären Prozessen, einschließlich langsamem Rollen, Aktivierung und feste Adhäsion und transendothelialer Zellmigration. Abgesehen von der bekannten apoptotischen Funktion dient CD95 als Entzündungsmediator durch Induktion der Produktion von Cytokinen und Chemokinen in einer Vielzahl von Zelltypen und Auslösung von myeloider Transmigration zu Entzündungsstellen durch einen Syk- PI3K-MMP9-Signalweg. Durch Verwendung eines ex vivo Autoperfusions-Flusskammer-Assays, zeigen wir hier, dass der CD95-Ligand (CD95L) langsames Rollen von Neutrophilen induziert. Engagement von CD95 mit dem CD95-Liganden in myeloiden Zellen aktiviert den Syk- BTK-PLC-γ2 Signalweg, der für Selektin-induzierte Aktivierung von Integrinen während des langsamen Rollens von Neutrophilen essentiell ist. Aktivierung von Rap1, ein direkter Vermittler für Aktivierung von Integrin, durch CD95 -Signalgebung in Neutrophilen weist auf eine Beteiligung von Integrin-Aktivierung bei CD95-induziertem langsamen Rollen hin. Im Einklang mit dieser Hypothese wurde Integrin-Aktivierung nach CD95L Behandlung mittels aktivem Integrin Reporter Antikörper Bindungstest und löslichem ICAM1 Bindungstest festgestellt. Neben der Integrin-Aktivierung rekrutiert CD95 nach CD95L-Stimulation Integrin und bildet mit diesem Mikrocluster. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der CD95 Signalweg Integrin aktiviert und so langsames Rollen in Neutrophilen vermittelt. Weiterhin fanden wir auch eine Beteiligung von Endothelzellen und Ly6Chi Monozytenden klassischen inflammatorischen Monozyten in CD95-vermittelter nativer Immunreaktion. Induzierbare Deletion von CD95L in Endothelzellen (CD95Lf/f;Ve- CadherinERT2/4cre) beeinträchtigt die Neutrophilenrekrutierung in einem Thioglycollat - induzierten Peritonitis-Modell. Im Gegensatz zu TNF-α hat Deletion von CD95 in Endothelzellen (CD95f/f;Ve-CadherinERT2/4cre) keine Auswirkungen auf die Expression von Adhäsionsmolekülen und Neutrophilen- Rekrutierung. Darüber hinaus hat CD95 die Mobilisierung und Rekrutierung von inflammatorischen Monozyten in einer CCL2 - abhängigen Weise selektiv induziert. In dieser Studie zeigen wir zum ersten Mal , dass CD95 -Signalisierung langsames Rollen von Neutrophilen über die Aktivierung von Integrin vermittelt. Endothelzellen sind an diesem Prozess durch die Präsentation von CD95L beteiligt. CD95 ist auch bei der Rekrutierung von inflammatorischen Monozyten beteiligt. Zusammen mit unseren früheren Befunden genommen, zeigt unsere Studien eine chemotaktische CD95 Achse für angeborene Immunzellrekrutierung.

Document type: Dissertation
Supervisor: Martin-Villalba, Prof. Dr. Ana
Publisher: Heidelberg University Library
Place of Publication: Heidelberg, Germany
Date of thesis defense: 15 December 2014
Date Deposited: 16 Jan 2015 09:36
Date: 2016
Faculties / Institutes: The Faculty of Bio Sciences > Dean's Office of the Faculty of Bio Sciences
DDC-classification: 570 Life sciences
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