Während der akuten Abstoßung experimenteller Nierentransplantate wird die Azetylcholinsynthesemaschinerie intravasaler Leukozyten hochreguliert

Abstract

In den Blutgefäßen allogen transplantierter Rattennieren akkumulieren während der Effektorphase der Abstoßung zahlreiche Leukozyten. Etwa 70 % dieser Zellen sind aktivierte zytotoxische Monozyten, die wahrscheinlich an der Zerstörung des allogenen Transplantates beteiligt sind. Azetylcholin (ACh) reguliert die proinflammatorische Aktivität von Monozyten/Makrophagen und spielt nach neusten Untersuchungen eine Schlüsselrolle bei neuroimmunologischen Interaktionen. Wegen seiner kurzen Halbwertszeit ist es jedoch fraglich, ob ACh neuronalen Ursprungs auf Blutleukozyten wirken kann. In dieser Studie wurden isogene (LEW auf LEW) und allogene (DA auf LEW) Nierentransplantationen durchgeführt. Intravasale Leukozyten wurden aus den Blutgefäßen der Transplantate durch intensive Perfusion gewonnen und die Fraktion mononukleärer Leukozyten isoliert. Die Expression des hochaffinen Cholintransporters (CHT1) sowie der beiden Varianten der Cholinazetyltransferase (cChAT und pChAT) wurden mittels RT-PCR, Westernblot und Immunhistochemie analysiert. CHT1-, cChAT- und pChAT-exprimierende Monozyten wurden durch Doppelfärbung mit dem monoklonalen Antikörper ED1 nachgewiesen. Intravasale Transplantatleukozyten exprimieren CHT1 und cChAT auf mRNA- und Proteinebene. Die mRNA- und Proteinexpression wird während der akuten Transplantatabstoßung drastisch hochreguliert. In Doppelfärbungen konnte die Expression von CHT1-, cChAT- und pChAT-Protein durch ED1+ Monozyten gezeigt werden. Die Messung des intrazellulären ACh-Gehaltes in intravasalen, mononukleären Leukozyten erfolgte mittels HPLC und ergab einen hochsignifikant erhöhten ACh-Gehalt in Leukozyten aus den Gefäßen allogener Nierentransplantate im Vergleich zu isogenen Nierentransplantaten. Es wird damit zum ersten Mal gezeigt, dass intravasale Leukozyten, darunter Monozyten, während heftiger Immunreaktionen CHT1, cChAT und pChAT in vivo hochregulieren. Es ist davon auszugehen, dass ACh synthetisiert und freigesetzt wird. Die Daten implizieren, dass Monozyten cholinerg sind. Lokal produziertes nicht-neuronales ACh fungiert wahrscheinlich als Mediator, der Immunreaktionen innerhalb von Blutgefäßen moduliert. During acute rejection, large numbers of leukocytes accumulate in the blood vessels of experimental renal allografts. About 70 % of them are activated, cytotoxic monocytes which appear to be involved in allograft destruction. Acetylcholine (ACh) down-modulates pro-inflammatory functions of monocytes/macrophages and it has been proposed to be a key player in neuro-immunological interactions. Because of its short half-life, however, it is unlikely that neuronal acetylcholine affects blood leukocytes. Renal transplantation was performed in the allogeneic DA to LEW and as a control in the isogeneic LEW to LEW rat strain combination. Intravascular leukocytes were harvested four days after transplantation and the expression of the high-affinity choline transporter (CHT1), common and peripheral choline acetyltransferase (cChAT and pChAT) was investigated by RT-PCR, immunoblotting and immunohistochemistry. Monocytes were identified in double-staining experiments with monoclonal antibody ED1. Intravascular graft leukocytes express CHT1 and cChAT mRNA and CHT1, cChAT and pChAT protein. The mRNA and protein expression is strongly up-regulated during acute allograft rejection. Immunohistochemical double-staining revealed CHT1, cChAT and pChAT protein expression by ED1+ monocytes. The intracellular concentration of acetylcholine was measured in intravascular graft leukocytes by HPLC. While almost no ACh could be detected in mononuclear leukocytes harvested from renal isografts, large amounts were detected in leukocytes from allografts.We demonstrate for the first time that intravascular leukocytes, among them monocytes, upregulate CHT1, cChAT and pChAT during fulminant immune reactions in vivo und demonstrate that ACh is produced. Hence, ACh is a mediator of intravascular leukocytes which might modulate immune reactions inside blood vessels.