Tumour necrosis factor-α induces C-C motif chemokine ligand 5 production in canine keratinocytes

Vet Dermatol. 2024 Apr;35(2):219-225. doi: 10.1111/vde.13227. Epub 2023 Dec 18.

Abstract

Background: C-C motif chemokine ligand (CCL)5 induces skin inflammation in healthy dogs. In addition, CCL5 is overexpressed in the skin of experimental models of canine atopic dermatitis (cAD). Tumour necrosis factor (TNF)-α has been shown to be upregulated in cAD. However, it remains unclear whether TNF-α induces CCL5 production in canine keratinocytes.

Hypothesis/objectives: To determine the effect of TNF-α on CCL5 production in canine keratinocyte culture and investigate possible synergy with interferon (IFN)-γ and interleukin (IL)-4.

Materials and methods: CCL5 protein concentrations were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in the culture supernatant of a cell line of canine progenitor epidermal keratinocyte (CPEK) cells stimulated with TNF-α with or without inhibitors of the TNF receptor signalling pathway. CCL5 protein concentrations also were measured in CPEK cells stimulated with TNF-α in the absence or presence of IFN-γ, a T-helper (Th)1-type cytokine, and/or IL-4, a Th2-type cytokine.

Results: TNF-α increased CCL5 production in CPEK cells in time- and dose-dependent manners. Inhibitors of the TNF receptor signalling pathway diminished CCL5 production. Although neither IFN-γ nor IL-4 alone induced CCL5 production in CPEK cells, the combination of TNF-α and IFN-γ, and not IL-4, synergistically enhanced CCL5 production in these cells.

Conclusions and clinical relevance: TNF-α may be involved in skin inflammation in dogs by promoting CCL5 production in keratinocytes. Furthermore, the synergistic effect of TNF-α and IFN-γ suggests that the local Th1-type milieu may aggravate skin inflammation. Further studies are required to elucidate the role of TNF-α-induced CCL5 production of keratinocytes in the pathogenesis of cAD.

Hintergrund: C-C Chemokin Ligand (CCL)5 induziert bei gesunden Hunden eine Hautentzündung. Zusätzlich wird CCL5 in der Haut von experimentellen Modellen der caninen atopischen Dermatitis (cAD) überexprimiert. Es konnte gezeigt werden, dass der Tumornekrosefaktor (TNF)-α bei cAD hochreguliert ist. Es bleibt jedoch unklar, ob TNF-α die CCL5 Produktion in den caninen Keratinozyten induziert.

Hypothese/ziele: Das Ziel dieser Studie war eine Bestimmung der Wirksamkeit von TNF-α auf die CCL5 Produktion in einer caninen Keratinozytenkultur und eine Untersuchung möglicher Synergien mit Interferon (IFN)-γ und Interleukin (IL)-4.

Materialien und methoden: Proteinkonzentrationen von CCL5 wurden mittels ELISA (Enzyme-linked Immunosorbent Assay) im Überstand der Kultur einer Zelllinie caniner epidermaler Progenitorzellen (CPEK) gemessen, die mit TNF-α mit und ohne Inhibitor des TNF Rezeptor Signalweges stimuliert worden waren. Die CCL5 Proteinkonzentrationen wurden auch in CPEK-Zellen gemessen, die mit TNF-α mit und ohne IFN-γ, einem T1-Helferzellen (Th) Zytokin, und/oder IL-4, einem Th2-Typ Zytokin stimuliert worden waren.

Ergebnisse: TNF-α nahm bei der CCL5 Produktion in den CPEK Zellen Zeit- und Dosis-abhängig zu. Die Inhibitoren des TNF Rezeptor Signalwegs verminderten die CCL5 Produktion. Obwohl weder IFN-γ noch IL-4 allein die CCL5 Produktion in CPEK-Zellen induzieren konnte, bewirkte die Kombination von TNF-α und IFN-γ, aber nicht IL-4, synergistisch eine Zunahme der CCL5 Produktion in diesen Zellen.

Schlussfolgerungen und klinische bedeutung: TNF-α könnte bei Hautentzündungen von Hunden involviert sein, indem die CCL5 Produktion in Keratinozyten begünstigt wird. Weiters zeigt der synergistische Effekt von TNF-α und IFN-γ, dass das lokale Th1 Milieu eine Hautentzündung schlimmer machen könnte. Es sind weitere Studien nötig, um die Rolle von TNF-α induzierter CCL5 Produktion der Keratinozyten in der Pathogenese der cAD zu beleuchten.

背景: C-C基序趋化因子配体(CCL)5诱导健康犬皮肤炎症。此外,CCL5在犬特应性皮炎(cAD)实验模型的皮肤中过表达。肿瘤坏死因子(TNF)-α已被证明在cAD中被上调。然而,目前尚不清楚TNF-α是否诱导犬角质细胞产生CCL5。 假设/目的: 确定TNF-α对犬角质细胞培养中CCL5产生的影响,并研究其与干扰素(IFN)-γ和白细胞介素(IL)-4的可能协同作用。 材料和方法: 通过酶联免疫吸附试验(ELISA)测定用TNF-α刺激的犬前体表皮角质细胞(CPEK)细胞系的培养上清液中CCL5蛋白的浓度,无论是否使用TNF受体信号通路抑制剂。在不存在或存在T辅助细胞(Th)1型细胞因子IFN-γ和/或Th2型细胞因子IL-4的情况下,用TNF-α刺激的CPEK细胞中也测量了CCL5蛋白浓度。 结果: TNF-α以时间和剂量依赖的方式增加CPEK细胞CCL5的产生。TNF受体信号通路的抑制剂减少了CCL5的产生。尽管IFN-γ和IL-4单独都不能诱导CPEK细胞产生CCL5,但TNF-α和IFN-γ的组合,而不是IL-4,协同增强了这些细胞中CCL5的产生。 结论和临床相关性: TNF-α可能通过促进角质细胞产生CCL5,从而参与犬的皮肤炎症。此外,TNF-α和IFN-γ的协同作用表明,局部Th1型环境可能会加重皮肤炎症。需要进一步的研究来阐明TNF-α诱导的角质细胞产生CCL5在cAD发病机制中的作用。.

Contexte: La chimiokine ligand à motif C-C (CCL)5 induit une inflammation de la peau chez les chiens sains. En outre, CCL5 est surexprimée dans la peau de modèles expérimentaux de dermatite atopique canine (DAC). Il a été démontré que le facteur de nécrose tumorale (TNF)-α est régulé à la hausse dans la DAC. Cependant, on ne sait toujours pas si le TNF-α induit la production de CCL5 dans les kératinocytes canins. HYPOTHÈSE/OBJECTIFS: Déterminer l'effet du TNF-α sur la production de CCL5 dans les cultures de kératinocytes canins et étudier la synergie possible avec l'interféron (IFN)-γ et l'interleukine (IL)-4. MATÉRIELS ET MÉTHODES: Les concentrations de protéines CCL5 sont mesurées par dosage immuno-enzymatique (ELISA) dans le surnageant de culture d'une lignée cellulaire de kératinocytes épidermiques progéniteurs canins (CPEK) stimulés par le TNF-α avec ou sans inhibiteurs de la voie de signalisation du récepteur du TNF. Les concentrations de protéines CCL5 sont également mesurées dans les cellules CPEK stimulées par le TNF-α en absence ou en présence d'IFN-γ, une cytokine de type T-helper (Th)1, et/ou d'IL-4, une cytokine de type Th2. RÉSULTATS: TNF-α augmente la production de CCL5 dans les cellules CPEK proportionnellement au temps et à la dose. Les inhibiteurs de la voie de signalisation du récepteur du TNF diminuent la production de CCL5. Bien que ni l'IFN-γ ni l'IL-4 seuls n'induisent la production de CCL5 dans les cellules CPEK, la combinaison du TNF-α et de l'IFN-γ, et non de l'IL-4, a augmenté de manière synergique la production de CCL5 dans ces cellules.

Conclusions et pertinence clinique: TNF-α est impliqué dans l'inflammation cutanée chez les chiens en favorisant la production de CCL5 dans les kératinocytes. En outre, l'effet synergique de TNF-α et de l'IFN-γ suggère qu’un environnement de type Th1 peut aggraver l'inflammation cutanée. D'autres études sont nécessaires pour élucider le rôle de la production de CCL5 induite par le TNF-α dans les kératinocytes dans la pathogénie de la DAC.

背景: C-Cモチーフケモカインリガンド(CCL)5は健常犬の皮膚に炎症を引き起こす。また、犬アトピー性皮膚炎(cAD)の実験モデルの皮膚ではCCL5が過剰発現している。腫瘍壊死因子(TNF)-αはcADで発現が上昇することが示されている。しかしながら、TNF-αがイヌのケラチノサイトにおいてCCL5の産生を誘導するかどうかについては、未だ不明である。 仮説/目的: 本研究の目的は、犬のケラチノサイト培養におけるCCL5産生に対するTNF-αの影響を明らかにし、インターフェロン(IFN)-γおよびインターロイキン(IL)-4との相乗作用の可能性を検討することであった。 材料と方法: イヌ前駆表皮角化細胞株(CPEK)をTNF-αで刺激し、TNF受容体シグナル伝達経路の阻害剤を併用または非併用で培養上清中のCCL5蛋白濃度を酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)により測定した。また、Tヘルパー(Th)1型サイトカインであるIFN-γおよび/またはTh2型サイトカインであるIL-4の非存在下または存在下で、TNF-αで刺激したCPEK細胞におけるCCL5タンパク質濃度も測定した。 結果: TNF-αはCPEK細胞のCCL5産生を時間および用量依存的に増加させた。TNF受容体シグナル伝達経路の阻害剤はCCL5産生を減少させた。IFN-γもIL-4も単独ではCPEK細胞におけるCCL5産生を誘導しなかったが、IL-4ではなくTNF-αとIFN-γの併用は、これらの細胞におけるCCL5産生を相乗的に増強した。 結論および臨床的意義: TNF-αは、ケラチノサイトにおけるCCL5産生を促進することにより、イヌの皮膚炎症に関与している可能性があった。さらに、TNF-αとIFN-γの相乗効果は、局所的なTh1型環境が皮膚の炎症を悪化させる可能性を示唆していた。ケラチノサイトのTNF-α誘導性CCL5産生がcADの病因に果たす役割を解明するためには、さらなる研究が必要である。.

Contexto: O ligante do motivo C-C da quimiocina (CCL)5 induz inflamação cutânea em cães saudáveis. Além disso, CCL5 é superexpressado na pele de cães experimentais modelo de dermatite atópica canina (CAD). O fator de necrose tumoral (TNF)-α demonstrou-se super-regulado na DAC. Entretanto, ainda não está esclarecido se TNF-α induz a produção de CCL5 nos queratinócitos caninos. HIPÓTESE/OBJETIVOS: Determinar o efeito de TNF-α na produção de CCL5 em uma cultura de queratinócitos caninos e investigar a sua possível sinergia com interferon (IFN)-γ e interleucina(IL)-4. MATERIAIS E MÉTODOS: As concentrações de proteína CCL5 foram mensuradas por ensaio imunoenzimático (ELISA) no sobrenadante da cultura de uma linhagem celular de queratinócitos epidérmicos progenitores caninos (CPEK) estimuladas com TNF-α com ou sem inibidores da via de sinalização do receptor de TNF. As concentrações de proteína CCL5 também foram mensuradas em células CPEK estimuladas com TNF-α na ausência ou presença de IFN-γ, uma citocina do tipo T-helper (Th)1, e/ou IL-4, uma citocina do tipo Th2.

Resultados: O TNF-α aumentou a produção de CCL5 em células CPEK de forma tempo e dose dependente. Os inibidores da via de sinalização do receptor de TNF diminuíram a produção de CCL5. Embora nem o IFN-γ nem a IL-4 isoladamente tenham induzido a produção de CCL5 nas células CPEK, a combinação de TNF-α e IFN-γ, e não de IL-4, aumentou sinergicamente a produção de CCL5 nestas células. CONCLUSÕES E RELEVÂNCIA CLÍNICA: O TNF-α pode estar envolvido na inflamação da pele em cães, promovendo a produção de CCL5 nos queratinócitos. Além disso, o efeito sinérgico do TNF-α e IFN-γ sugere que as condições microambientais produzidas pela resposta Th1 podem agravar a inflamação da pele. Mais estudos são necessários para elucidar o papel da produção de CCL5 induzida por TNF-α por queratinócitos na patogênese da DAC.

INTRODUCCIÓN: el ligando de quimioquina con motivo C-C (CCL)5 induce inflamación de la piel en perros sanos. Además, CCL5 se sobreexpresa en la piel de modelos experimentales de dermatitis atópica canina (cAD). Se ha demostrado que el factor de necrosis tumoral (TNF)-α está regulado positivamente en la cAD Sin embargo, aún no está claro si el TNF-α induce la producción de CCL5 en los queratinocitos caninos. HIPÓTESIS/OBJETIVOS: Determinar el efecto del TNF-α sobre la producción de CCL5 en cultivos de queratinocitos caninos e investigar una posible sinergia con el interferón (IFN)-γ y la interlequina (IL)-4. MATERIAL Y MÉTODOS: queratinocitos epidérmicos progenitores caninos (CPEK) estimuladas con TNF-α con o sin inhibidores de la vía de señalización del receptor de TNF. Las concentraciones de proteína CCL5 también se midieron en células CPEK estimuladas con TNF-α en ausencia o presencia de IFN-γ, una citoquina de tipo T auxiliar (Th)1, y/o IL-4, una citoquina de tipo Th2. RESULTADOS: El TNF-α aumentó la producción de CCL5 en células CPEK de manera dependiente del tiempo y la dosis. Los inhibidores de la vía de señalización del receptor de TNF disminuyeron la producción de CCL5. Aunque ni el IFN-γ ni la IL-4 por sí solos indujeron la producción de CCL5 en células CPEK, la combinación de TNF-α e IFN-γ, y no la IL-4, mejoró sinérgicamente la producción de CCL5 en estas células. CONCLUSIONES Y RELEVANCIA CLÍNICA: El TNF-α puede estar involucrado en la inflamación de la piel en perros al promover la producción de CCL5 en los queratinocitos. Además, el efecto sinérgico del TNF-α y el IFN-γ sugiere que el entorno local de tipo Th1 puede agravar la inflamación de la piel. Se requieren más estudios para dilucidar el papel de la producción de CCL5 en queratinocitos inducida por TNF-α en la patogénesis de la cAD.

Keywords: C-C motif chemokine ligand 5; canine atopic dermatitis; keratinocytes; tumour necrosis factor-α.

MeSH terms

  • Animals
  • Chemokines
  • Cytokines / metabolism
  • Dermatitis, Atopic* / pathology
  • Dermatitis, Atopic* / veterinary
  • Dog Diseases* / pathology
  • Dogs
  • Inflammation / veterinary
  • Interferon-gamma / metabolism
  • Interleukin-4
  • Keratinocytes
  • Ligands
  • Receptors, Tumor Necrosis Factor / metabolism
  • Tumor Necrosis Factor-alpha / metabolism

Substances

  • Tumor Necrosis Factor-alpha
  • Interleukin-4
  • Ligands
  • Interferon-gamma
  • Cytokines
  • Chemokines
  • Receptors, Tumor Necrosis Factor