Aspirin (ASA) and dexamethasone (DEX) are widely used anti-inflammatory agents yet their mechanism(s) for blocking polymorphonuclear neutrophil (PMN) accumulation at sites of inflammation remains unclear. Here, we report that inhibition of PMN infiltration by ASA and DEX is a property shared by aspirin-triggered lipoxins (ATL) and the glucocorticoid-induced annexin 1 (ANXA1)-derived peptides that are both generated in vivo and act at the lipoxin A4 receptor (ALXR/FPRL1) to halt PMN diapedesis. These structurally diverse ligands specifically interact directly with recombinant human ALXR demonstrated by specific radioligand binding and function as well as immunoprecipitation of PMN receptors. In addition, the combination of both ATL and ANXA1-derived peptides limited PMN infiltration and reduced production of inflammatory mediators (that is, prostaglandins and chemokines) in vivo. Together, these results indicate functional redundancies in endogenous lipid and peptide anti-inflammatory circuits that are spatially and temporally separate, where both ATL and specific ANXA1-derived peptides act in concert at ALXR to downregulate PMN recruitment to inflammatory loci.

REVIEW article Front. Pharmacol., 10 February 2012Sec. Neuropharmacology Volume 3 - 2012 | https://doi.org/10.3389/fphar.2012.00014

Abstract Chronic kidney disease is linked to impaired cognitive function and increased neurovascular disease risk even after correction for classical risk factors. The mechanism(s) underlying these links are unclear but may involve interactions of uraemic toxins with the blood-brain barrier (BBB). Here, we studied how the major uraemic toxin p -cresol sulfate (pCS) could affect BBB integrity. Exposure of human hCMEC/D3 endothelial cells to pCS dose-dependently increased paracellular permeability and disrupted intercellular tight junctions, a permeabilising effect mirrored in mice. Whole brain RNAseq analysis identified pCS-mediated suppression of neuronal activity, transcription and mitochondrial respiration pathways. In vitro studies identified pCS binding to the epidermal growth factor receptor (EGFR), leading via annexin A1 and STAT3 signalling to mobilisation of matrix metalloproteinase (MMP)-2/9. Confirming this pathway in vivo , the BBB damaging effects of pCS were prevented by pre-treatment with the EGFR antagonist erlotinib or the MMP2/9 inhibitor SB-3CT. Finally, hCMEC/D3 cells exposed to haemodialysis patient serum, but not to that of healthy donors, showed an erlotinib-sensitive increase in paracellular permeability that closely correlated in size to the total serum pCS content. Overall, we define a pathway linking the uraemic toxin pCS with BBB damage suggesting that targeting the EGFR may be useful in mitigating against cerebrovascular damage in chronic kidney disease. Translational Statement Patients with chronic kidney disease (CKD) have increased risk of cognitive impairment and stroke, pathologies associated cerebromicrovascular disease, but it is not clear why. Here, we show that the uraemic toxin p-cresol sulfate impairs BBB function in vitro and in vivo through EGFR-dependent MMP mobilisation. Importantly, serum from haemodialysis patients can also impair permeability of an in vitro BBB model, an effect prevented by EGFR inhibition, and proportional in magnitude to serum pCS content. Our data suggest that existing EGFR inhibitory drugs might have utility in preventing cerebral small vessel disease in CKD patients.

ABSTRACT Background Communication between the gut microbiota and the brain is primarily mediated via soluble microbe-derived metabolites, but the details of this pathway remain poorly defined. Methylamines produced by microbial metabolism of dietary choline and L-carnitine have received attention due to their proposed association with vascular disease, but their effects upon the cerebrovascular circulation have hitherto not been studied. Results Here we use an integrated in vitro / in vivo approach to show that physiologically relevant concentrations of the dietary methylamine trimethylamine N -oxide (TMAO) enhanced blood-brain barrier (BBB) integrity and protected it from inflammatory insult, acting through the tight junction regulator annexin A1. In contrast, the TMAO precursor trimethylamine (TMA) impaired BBB function and disrupted tight junction integrity. Moreover, we show that long-term exposure to TMAO protects murine cognitive function from inflammatory challenge, acting to limit astrocyte and microglial reactivity in a brain region-specific manner. Conclusion Our findings demonstrate the mechanisms through which microbiome-associated methylamines directly interact with the mammalian BBB, with consequences for cerebrovascular and cognitive function.

The susceptibility of human CD4+ and CD8+ T cells to senesce differes, with CD8+ T cells acquiring an immunosenescent phenotype faster than their CD4+ T cell compartment. We show here that it is the inherent difference in mitochondrial content that drives this phenotype, with senescent human CD4+ T cells displaying a higher mitochondrial mass. The loss of mitochondria in the senescent human CD8+ T cells has knock-on consequences for nutrient usage, metabolism and function. Mitochondrial dysfunction has been linked to both cellular senescence and ageing, however it is still unclear whether mitochondria play a causal role in senescence. Our data shows that reducing mitochondrial function in human CD4+ T cells, through the addition of low dose rotenone, causes the generation of a CD4+ T cell with a CD8+- like phenotype. Therefore we wish to propose that it is the inherent metabolic stability that governs the susceptibility to an immunosenescent phenotype.

Local production of estrogen rapidly follows brain tissue injury, but the role this hormone plays in regulating the response to neural damage or in the modulation of mediators regulating inflammation is in many ways unclear. Using the murine BV2 microglia model as well as primary microglia from wild-type and annexin A1 (AnxA1) null mice, we have identified two related mechanisms whereby estradiol can modulate microglial behaviour in a receptor specific fashion. Firstly, estradiol, via estrogen receptor β (ERβ), enhanced the phagocytic clearance of apoptotic cells, acting through increased production and release of the protein AnxA1. Secondly, stimulation of either ERβ or the G protein coupled estrogen receptor GPER promoted the adoption of an anti-inflammatory/pro-resolving phenotype, an action similarly mediated through AnxA1. Together, these data suggest the hypothesis that locally produced estrogen acts through AnxA1 to exert powerful pro-resolving actions, controlling and limiting brain inflammation and ultimately protecting this highly vulnerable organ. Given the high degree of receptor selectivity in evoking these responses, we suggest that the use of selective estrogen receptor ligands may hold therapeutic promise in the treatment of neuroinflammation, avoiding unwanted generalised effects.