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12.09.2018 | Original Article | Ausgabe 12/2018

Digestive Diseases and Sciences 12/2018

Activation of PD-1 Protects Intestinal Immune Defense Through IL-10/miR-155 Pathway After Intestinal Ischemia Reperfusion

Zeitschrift:
Digestive Diseases and Sciences > Ausgabe 12/2018
Autoren:
Xu-Yu Zhang, Su Guan, Hu-Fei Zhang, Rui-Yun Li, Zi-Meng Liu
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (https://​doi.​org/​10.​1007/​s10620-018-5282-2) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Xu-Yu Zhang and Su Guan have contributed equally to this work.

Abstract

Background

To date, mechanisms of intestinal immunoglobulin (Ig) dysfunction following intestinal ischemia/reperfusion (I/R) remain unclear. Programmed death 1 (PD-1) is associated with immune responses of lymphocytes.

Aim

We aimed to verify the hypothesis that activation of PD-1 may improve intestinal immune dysfunction by regulating IL-10/miR-155 production after intestinal IR injury.

Methods

Intestinal I/R injury was induced in mice by clamping the superior mesenteric artery for 1 h followed by 2-h reperfusion. PD-L1 fusion Ig, anti-interleukin (IL)-10 monoclonal antibody (mAb), and microRNA (miR)-155 agomir were administered. PD-1 expression, IL-10 mRNA, and protein expression in Peyer’s patches (PP) CD4+ cells were measured. MiR-155 levels, tumor necrosis factor (TNF)-α and IL-1β concentration, and activation-induced cytidine deaminase (AID), a key enzyme for intestinal immune antibodies, in PP tissues were measured, respectively. Importantly, the production and cecal bacteria-binding capacity of IgA and IgM were detected.

Results

Intestinal I/R led to decreased PD-1 expression, imbalanced production, and impaired bacteria-binding capacity of IgA and IgM. Activating PD-1 by PD-L1 Ig facilitated IL-10 synthesis, then decreased miR-155 levels, and subsequently promoted AID expression and reduced TNF-α, IL-1β concentration. Upregulation of AID improved the disruptions of intestinal immune barrier caused by IgA and IgM dysfunction. Anti-IL-10 mAb and miR-155 agomir abolished the protective effects of PD-L1 Ig on the intestinal immune defense.

Conclusion

Activation of PD-1 with PD-L1 Ig relieves intestinal immune defensive injury through IL-10/miR-155 pathway following intestinal I/R attack. PD-1, IL-10, and miR-155 may be potential targets for the damages of intestinal barrier and immunity.

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