is Íslenska en English

Lokaverkefni (Doktors) Háskóli Íslands > Heilbrigðisvísindasvið > Doktorsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/20014

Titill: 
  • Titill er á ensku The effects of dietary fish oil on the induction and resolution of antigen-induced inflammation
  • Áhrif fiskolíu í fæði á byrjunar- og lausnarfasa vakamiðlaðrar bólgu
Námsstig: 
  • Doktors
Efnisorð: 
Útdráttur: 
  • Á síðustu áratugum hefur tíðni ýmissra langvinnra sjúkdóma aukist og komið í ljós að bólga er undirliggjandi í mörgum þessum sjúkdómum (t.d. liðagigt, tannholdsbólgu, hjarta- og æðasjúkdómum, krabbameini og alzheimer súkdómnum). Mikil áhersla hefur verið lögð á rannsóknir á byrjunarfasa bólgu en nú er vitað að hjöðnun bólgu er virkt ferli sem er nauðsynlegt til að binda enda á bólgusvarið og stuðla að því að fyrra jafnvægi náist. Talið er mögulegt að ónæg bólguhjöðnun geti leitt til viðvarandi bólgu sem er einmitt einkennandi fyrir marga langvinna sjúkdóma. Breytingar á mataræði geta hugsanlega útskýrt að hluta þá aukningu sem orðið hefur á langvinnum bólgutengdum sjúkdómum í hinum vestræna heimi á síðustu áratugum. Minni neysla á n-3 fjölómettuðum fitusýrum (FÓFS), sem eru einmitt byggingarefni fyrir hjöðnunarboðefni, getur verið áhrifaþáttur í þessum breytingum. Sýnt hefur verið að n-3 FÓFS dempa byrjunarfasa bólgu en áhrif þeirra á hjöðnun bólgu hafa ekki verið skoðuð. Auk þess er lítið vitað um áhrif n-3 FÓFS á sérhæfða ónæmiskerið í bólguferlinum.
    Markmið rannsóknarinnar var að ákvarða áhrif fiskolíu í fæði músa á byrjunar- og hjöðnunarfasa bólgu og á sérhæfða ónæmiskerfið í vakamiðlaðri bólgu. Bólgunni í þessu módeli var komið af stað með sérhæfðu ónæmissvari sem líkist því sem sést í byrjun sjálfsofnæmissvars. Þetta bólgumódel hentar því vel til þess að rannsaka áhrif fiskolíu í fæði ekki einungis á byrjunar- og hjöðnunarfasa bólgu heldur einnig á eitilfrumusvarið og vakasérhæfðu mótefnaframleiðsluna.
    Kvenkyns C57BL/6 mýs fengu fóður með samsetningu líka því sem er í vestrænu fæði með eða án 2,8% fiskolíu (FO) í 4-6 vikur. Mýsnar voru bólusettar tvisvar undir húð með metýleruðu nautgripaalbúmíni (mBSA) með tveggja vikna millibili. Einni viku eftir seinni bólusetninguna var kviðarholsbólga mynduð með því að sprauta mBSA í kviðarhol músanna. Músunum var fórnað fyrir myndun kviðarholsbólgu og á nokkrum tímapunktum eftir myndun hennar (3, 6, 12, 24 og 48 klst, 5 dögum (d) og 10 d). Blóði, kviðarholsvökva og miltum var safnað. Frumur voru taldar og greindar út frá stærð, kyrningu og tjáningu á yfirborðssameindum með frumusjárlitun. Styrkur á flakkboðum, frumuboðum og leysanlegum boðefnaviðtökum í kviðarholsvökva og mBSA-sértækum mótefnum í sermi var ákvarðaður með ELISA aðferð. Stærð kímstöðva og fjöldi IgM+ og IgG+ frumna í milta metinn með ónæmisvefjalitun.
    Eftir sprautun með mBSA sáust tveir hópar neutrófíla í kviðarholi. Þeir voru mismunandi að stærð, kyrningu og tjáningu á yfirborðssameindum. Fjöldi neutrófíla náði hámarki 6 klst eftir sprautun með mBSA en þeir voru horfnir eftir 48 klst. Staðbundnir kviðarholsmakrófagar hurfu úr kviðarholinu eftir sprautun með mBSA en birtust aftur í hjöðnunarfasanum eftir að hafa umbreyst úr aðkomnum mónócýtum. Makrófagarnir skiptust í tvo hópa sem höfðu mismunandi tjáningu á F4/80. F4/80++ makrófagar tjáðu ódæmigerða flakkboðaviðtakann D6 og CCR7 og F4/80+ makrófagar tjáðu CD11c og CD138. Eósínófílar voru til staðar í kviðarholi 3 klst eftir sprautun með mBSA og náðu hámarki í fjölda á sama tíma og F4/80++ makrófagarnir, þ.e. eftir 48 klst. Á þeim tíma höfðu þeir aukið tjáningu sína á CCR3 en minnkað tjáningu á CD11b. F4/80+ makrófagar náðu hámarki í fjölda í síðbúnum hjöðnunarfasa 5 d eftir sprautun með mBSA. NK og T frumur náðu hámarksfjölda 48 klst eftir sprautun með mBSA á meðan B frumur náðu hámarki á d 5 og voru B1 frumur meirihluti þeirra. Styrkur bólgumyndandi frumuboðefnanna IL-1β og IL-6 og flakkboðanna CCL2 og CCL3 náði hámarki 3 klst eftir sprautun með mBSA og styrkur G-CSF, CXCL1 og CCL11 eftir 6 klst. Á hinn bóginn var styrkur flestra bólguhamlandi boðefna í hámarki seinna, styrkur IL-1ra eftir 6 klst, sTNF-R eftir 24 klst og sIL-6R ogTGF-β eftir 48 klst.
    Þegar áhrif fiskolíu í fæði músanna voru skoðuð sýndu niðurstöðurnar að mýs sem fengu FO fóður höfðu minna bólgusvar og betri hjöðnun en mýs sem fengu C fóður. Minna bólgusvar kom fram í færri neutrófílum í músum sem fengu FO fóður samanborið við mýs sem fengu C fóður. Auk þess höfðu mýs sem fengu FO fóður lægri styrk af bólgmyndandi boðefnunum G-CSF, CXCL1, IL-6 og CCL11 en mýs sem fengu C fóður. Betri hjöðnun hjá músum sem fengu FO fóður samanborið við hjá músum sem fengu C fóður kom fram í styttra hjöðnunarbili (Ri), en það er notað sem mælieining á lengd hjöðnunarfasans. Önnur vísbending um betri hjöðnun í músum sem fengu FO fóður var að kviðarholsmakrófagar þeirra tjáðu meira af D6 og CCR7, sameindum sem tengjast hjöðnun, en kviðarholsmakrófagar úr músum sem fengu C fóður. Auk þess kom fram snemmbúið bólguhamlandi svar hjá músum sem fengu FO fóður sem ekki var til staðar, eða í minna mæli, í músum sem fengu C fóður. Þetta bólguhamlandi svar kom fram í auknum fjölda NK frumna í kviðarholi og aukinni tjáningu á F4/80 á kviðarholsmakrófögum sem og í auknum styrk bólguhamlandi boðefnanna TGF-β og sIL-6R. Einnig bendir meiri fjöldi eósínófíla og CD138+ makrófaga í kviðarholi músa sem fengu FO fóðursem fengu C fóður til að fiskolía hafi bætt síðbúinn hjöðnunarfasa.
    Fiskolía í fæði hafði einnig áhrif sérhæfða ónæmissvarið og sýndu niðurstöðurnar að í músum sem fengu FO fóður varð meiri aukning á T eitilfrumum eftir sprautun með mBSA en hjá músum sem fengu C fóður. Mýs sem fengu FO fóður höfðu einnig fleiri CD4+ og CD8+ T frumur en mýs sem fengu C fóður 2 d eftir sprautun með mBSA. Þá varð meira B1 frumusvar hjá músum sem fengu FO fóður samanborið við mýs sem fengu C fóður eftir sprautum með mBSA sem kom fram í auknum fjölda B1 frumna 24 klst og 5 d eftir sprautun með mBSA, fleiri IgM+ frumum í rauðu kviku milta eftir 5 og 10 d og hærri styrk BSA sértækra IgM mótefna í sermi eftir 5 d. Fiskolía í fæði hafði engin áhrif á fjölda B2 frumna í kviðarholi né á styrk BSA sértækra IgG mótefna í sermi.
    Niðurstöður verkefnisins benda til þess að fiskolía í fæði hafi dempandi áhrif á bólgusvar í vakamiðlaðri bólgu, hraði byrjun bólgunnar og auki virkni hjöðnunarfasans. Að auki benda niðurstöðurnar til þess að fiskolía auki B1 frumusvarið og geti því mögulega aukið vörn gegn endurteknum sýkingum.
    Lykilorð: Vakamiðluð bólga, mBSA, fiskolía, byrjunarfasi bólgu, hjöðnun bólgu

  • Útdráttur er á ensku

    Over the last decades the prevalence of numerous chronic diseases has increased and inflammation has emerged as a central component in many of these diseases (i.e. arthritis, periodontal disease, cardiovascular diseases, cancer and Alzheimer’s disease). Studying inflammatory mechanisms, much emphasis has been put on understanding the inductive phase of inflammation but recently the resolution phase of inflammation has been recognized to be an active endogenous process that may be of major importance in terminating inflammatory reactions, allowing the organism to return to homeostasis. It has been suggested that inadequate resolution of inflammation may lead to the persistent inflammation that characterizes many chronic diseases today. The increased prevalence of these inflammation-related chronic diseases in Western societies may in part be explained by dietary changes. These include, in particular, the decreased consumption of n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) that are precursors for many pro-resolution mediators. Although n-3 PUFA have been shown to influence the inductive phase of inflammation and suggested to have beneficial effects in inflammatory conditions their effects on resolution of inflammation have not been studied in any detail. Furthermore, their effects on the adaptive immune response in the resolution phase of inflammation are largely unknown.
    The objective of this study was to examine the effects of dietary fish oil, rich in n-3 PUFA, on the inductive phase, resolution phase and the adaptive immune response in antigen-induced peritonitis. The inflammation in this model is induced by the adaptive immune response and mimics the inflammation observed during a flare-up in autoimmune diseases and provides a model that is well suited for investigating, not only the role of dietary fish oil on the induction and resolution phases of inflammation, but also its effects on the lymphocyte response, including antigen-specific antibody production.
    Female C57BL/6 mice were fed a Western diet with or without 2.8% fish oil (FO) for 4-6 weeks. The mice were immunized twice subcutaneously with methylated bovine serum albumin (mBSA) with two weeks interval. Three weeks after the initial immunization peritonitis was induced by injecting mBSA intraperitoneally (i.p.). Mice were sacrificed prior to and at several time points after peritonitis induction (3 hours (h), 6 h, 12 h, 24 h, 48 h, 5 days (d) and 10 d) and blood, peritoneal fluid, and spleen collected. The cells were counted and analyzed for size and granulation as well as expression of surface molecules. Concentration of chemokines, cytokines, soluble cytokine receptors in peritoneal fluid and mBSA-specific antibodies in serum were determined by ELISA. The levels of germinal center B cells and IgM+, IgG+ cells in spleen were evaluated by immunoenzyme staining.
    In mice receiving the control (C) diet, two neutrophil populations infiltrated the peritoneal cavity following administration of mBSA. They differed in both size and granularity and slightly in expression of surface molecules, peaked at 6 h but had disappeared at 48 h. Resident peritoneal macrophages disappeared from the peritoneal cavity after mBSA administration but appeared again in the resolution phase having differentiated from recruited monocytes. They also constituted two different populations differing in expression of F4/80. The F4/80high macrophages expressed the atypical chemokine receptor D6 as well as CCR7, while the F4/80low macrophages expressed CD11c and CD138. Eosinophils appeared in the peritoneal cavity 3 h following administration of mBSA and peaked simultaneously with the F4/80high macrophages at 48 h. At that time-point they had increased their expression levels of CCR3 but decreased their expression levels of CD11b. F4/80low macrophages peaked in the post resolution phase at d 5. NK cells and T cells peaked at 48 h, whereas B cells peaked at 5 d, with the majority of B cells being B1 cells. Peritoneal concentrations of the pro-inflammatory cytokines IL-β and IL-6 and the chemokines CCL2 and CCL3 peaked at 3 h and G-CSF, CXCL1 and CCL11 at 6 h. However, concentrations of most of the anti-inflammatory mediators peaked later, with IL-1ra peaking at 6 h, sTNF-R at 24 h and sIL-6R and TGF-β at 48 h.
    When the effects of dietary FO were studied in the mBSA model the results showed that mice fed the FO diet had reduced inflammatory response and enhanced resolution activity when compared with mice fed the C diet. The reduction in the initial inflammatory response was manifested by lower and earlier peak number of infiltrated peritoneal neutrophils in mice fed the FO diet when compared with mice fed the C diet. In addition, mice fed the FO diet had lower peak concentrations of the pro-inflammatory mediators G-CSF, CXCL1, IL-6 and CCL11 than mice fed the C diet. The enhanced resolution activity was evident by the shorter resolution interval (Ri), which measures the kinetics of the resolution phase, in mice fed the FO diet compared with mice fed the C diet. Enhanced resolution was also indicated by higher expression of molecules linked to resolution, D6 and CCR7, on peritoneal macrophages in mice fed the FO diet than in mice fed the C diet. In addition, mice fed the FO diet showed an earlier anti-inflammatory response when compared with mice fed the C diet. An early peak was seen in the number of peritoneal NK cells and in the expression levels of F4/80 on peritoneal macrophages in mice fed the FO diet but not in mice fed the C diet. In mice fed the FO diet there was also an early peak in the peritoneal concentration of the anti-inflammatory mediators TGF-β and sIL-6R that was not seen in the mice fed the C diet. Furthermore, mice fed the FO diet may have had an improved late-resolution response as they had a higher number of peritoneal eosinophils and CD138+ macrophages than mice fed the control diet.
    When the effects of dietary FO on the adaptive response were studied in the mBSA model the results showed that mice fed the FO diet had increased number of total peritoneal B and T lymphocytes following mBSA administration when compared to mice fed the C diet. Mice fed the FO diet had increased number of both CD4+ and CD8+ T cells 2 d following mBSA administration when compared with mice fed the C diet. Mice fed the FO diet had increased B1 response when compared with mice fed the C diet, seen in higher number of peritoneal B1 cell at 24 h and 5 d, higher levels of splenic IgM+ cells in the red pulp of the spleen at d 5 and 10 and higher serum levels of BSA-specific IgM antibodies at d 5. Dietary FO did not affect the number of peritoneal B2 cells or serum levels of BSA-specific IgG antibodies in the mBSA model.
    The results in this thesis indicate that dietary FO may dampen the inflammatory response, accelerate the onset and increase the activity of the resolution phase. In addition, the results indicate that dietary FO may enhance the B1 cell response and, thereby, possibly improve protection against secondary infections.
    Keywords: Antigen-induced inflammation, mBSA, fish oil, induction of inflammation, resolution of inflammation

Samþykkt: 
  • 4.11.2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/20014


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Valgerdur_Tomasdottir - PhD-thesis.pdf2.89 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna