Abstract

 Background & Aims: Mutations in the CARD15/NOD2 gene, a putative intracellular pattern recognition receptor, have been linked to the risk for Crohn's disease. Because intestinal epithelial cells play a role as the barrier to luminal microorganisms, we investigated the expression and function of CARD15/NOD2 in intestinal epithelial cells. Methods: Expression of CARD15/NOD2 messenger RNA (mRNA) in intestinal epithelial cell lines and primary intestinal epithelial cells was assessed by reverse-transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Regulation of expression of CARD15/NOD2 by cytokines was determined by Northern blot using the SW480 cell line. Active CARD15/NOD2 protein in SW480 cells was assessed by the combination of immunoprecipitation and immunoblotting using anti-CARD15/NOD2 antisera. To identify the functional role of CARD15/NOD2 in intestinal epithelial cells, gentamicin protection assays of Salmonella typhimurium were performed using Caco2 cells stably transfected with either wild-type CARD15/NOD2 or the 3020insC mutant associated with Crohn's disease. Results: CARD15/NOD2 mRNA was expressed in both intestinal epithelial cell lines and primary intestinal epithelial cells. CARD15/NOD2 mRNA and protein were up-regulated by tumor necrosis factor α (TNFα) in SW480 cells. The number of viable internalized S. typhimurium in Caco2 cells stably transfected with CARD15/NOD2 expression plasmid was lower than untransfected Caco2 cells or MOCK transfectant. In contrast, expression of a variant associated with Crohn's disease was unable to constrain bacterial survival. Conclusions: CARD15/NOD2 is expressed in intestinal epithelial cells and may serve as a key component of innate mucosal responses to luminal bacteria as an antibacterial factor. Failure in this activity may contribute to the development of Crohn's disease.

Intestinal macrophages play a central role in regulation of immune responses against commensal bacteria. In general, intestinal macrophages lack the expression of innate-immune receptor CD14 and do not produce proinflammatory cytokines against commensal bacteria. In this study, we identified what we believe to be a unique macrophage subset in human intestine. This subset expressed both macrophage (CD14, CD33, CD68) and DC markers (CD205, CD209) and produced larger amounts of proinflammatory cytokines, such as IL-23, TNF-α, and IL-6, than typical intestinal resident macrophages (CD14–CD33+ macrophages). In patients with Crohn disease (CD), the number of these CD14+ macrophages were significantly increased compared with normal control subjects. In addition to increased numbers of cells, these cells also produced larger amounts of IL-23 and TNF-α compared with those in normal controls or patients with ulcerative colitis. In addition, the CD14+ macrophages contributed to IFN-γ production rather than IL-17 production by lamina propria mononuclear cells (LPMCs) dependent on IL-23 and TNF-α. Furthermore, the IFN-γ produced by LPMCs triggered further abnormal macrophage differentiation with an IL-23–hyperproducing phenotype. Collectively, these data suggest that this IL-23/IFN-γ–positive feedback loop induced by abnormal intestinal macrophages contributes to the pathogenesis of chronic intestinal inflammation in patients with CD.

A novel T helper (Th) cell lineage, Th17, that exclusively produces the proinflammatory cytokine interleukin 17 (IL17) has been reported to play important roles in various inflammatory diseases. IL23 is also focused upon for its potential to promote Th17. Here, the roles of the IL23/IL17 axis in inflammatory bowel diseases such as ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD) were investigated.Mucosal samples were obtained from surgically resected specimens (controls, n = 12; UC, n = 17; CD, n = 22). IL17 production by isolated peripheral blood (PB) and lamina propria (LP) CD4(+) cells was examined. Quantitative PCR amplification was performed to determine the mRNA expression levels of IL17, interferon gamma (IFNgamma), IL23 receptor (IL23R) and retinoic acid-related orphan receptor gamma (RORC) in LP CD4(+) cells, and IL12 family members, such as IL12p40, IL12p35 and IL23p19, in whole mucosal specimens. The effects of exogenous IL23 on IL17 production by LP CD4(+) cells were also examined.IL17 production was higher in LP CD4(+) cells than in PB. Significant IL17 mRNA upregulation in LP CD4(+) cells was found in UC, while IFNgamma was increased in CD. IL23R and RORC were upregulated in LP CD4(+) cells isolated from both UC and CD. IL17 production was significantly increased by IL23 in LP CD4(+) cells from UC but not CD. Upregulated IL23p19 mRNA expression was correlated with IL17 in UC and IFNgamma in CD.IL23 may play important roles in controlling the differential Th1/Th17 balance in both UC and CD, although Th17 cells may exist in both diseases.

The efficacy of azathioprine for Crohn's disease under adalimumab treatment remains obscure.In an open-labelled prospective study, we evaluated the efficacy of adalimumab with and without azathioprine in patients with active Crohn's disease, who were naïve to biologics and thiopurines. The patients were randomly assigned to subcutaneous administration of adalimumab [monotherapy group] or to exactly the same schedule of adalimumab with azathioprine [25-100mg daily] [combination group] for 52 Weeks. The primary endpoint was clinical remission at WWeek 26. We also evaluated the score for simple endoscopic severity of Crohn's disease before the therapy and at WWeeks 26 and 52.A total of 176 patients were randomized to either the monotherapy group [n = 85] or to the combination group [n = 91]. Eighteen patients [21.2%] from the monotherapy group and 7 patients [7.7%] from the combination group withdrew owing to active disease, and 15 patients [16.5%] from the combination group and 1 patient [1.2%] from the monotherapy group withdrew due to side effects of the medications. Non-responder imputation analysis revealed that the remission rate at WWeek 26 did not differ between the monotherapy group and the combination group [71.8% vs 68.1%; OR 0.84, p = 0.63]. The rate of endoscopic improvement at WWeek 26 was significantly higher in the combination group [84.2%, n = 57] than in the monotherapy group [63.8%, n = 58] [p = 0.019].The clinical efficacy of a combination of adalimumab and azathioprine at WWeek 26 did not differ from that of adalimumab monotherapy in patients with Crohn's disease naïve to both medications.

Abstract Background A serum biomarker for diagnosing ulcerative colitis (UC) remains to be established. Although we recently reported an anti-integrin αvβ6 antibody (V6 Ab) for diagnosing UC with high sensitivity and specificity, no large-scale validation study exists. This study aimed to validate the diagnostic value of V6 Ab for UC using a nationwide multicenter cohort study. Methods We measured V6 Ab titers in patients definitively diagnosed with UC, Crohn’s disease (CD), or other gastrointestinal disorders (OGDs). The primary outcome was the diagnostic value of V6 Ab. Secondary outcomes were factors associated with false-negative results in patients with UC and false-positive results in patients without UC and the heterogeneity of the diagnostic value of V6 Ab among the participating facilities. Results We enrolled 1241, 796, and 206 patients with UC, CD, and OGD, respectively, from 28 Japanese high-volume referral centers. The diagnostic sensitivity of V6 Ab for UC was 87.7%, and its specificities for CD and OGDs were 82.0% and 87.4%, respectively. Multivariable logistic regression analysis showed that false-negative results were associated with older age at the time of sample collection, current smokers, lower partial Mayo score, and not receiving advanced therapies in patients with UC, and false-positive results were associated with colonic CD in patients with CD. No factor was associated with false-positive results in patients with OGDs. There were no significant differences in the diagnostic value of V6 Ab among the centers. Conclusions The diagnostic value of V6 Ab for UC was validated in the large-scale nationwide multicenter study.