Airways inflammation is thought to play a central role in the pathogenesis of asthma. However, the precise role that individual inflammatory cells and mediators play in the development of airways hyperreactivity and the morphological changes of the lung during allergic pulmonary inflammation is unknown. In this investigation we have used a mouse model of allergic pulmonary inflammation and interleukin (IL) 5-deficient mice to establish the essential role of this cytokine and eosinophils in the initiation of aeroallergen-induced lung damage and the development of airways hyperreactivity. Sensitization and aerosol challenge of mice with ovalbumin results in airways eosinophilia and extensive lung damage analogous to that seen in asthma. Aeroallergen-challenged mice also display airways hyperreactivity to beta-methacholine. In IL-5-deficient mice, the eosinophilia, lung damage, and airways hyperreactivity normally resulting from aeroallergen challenge were abolished. Reconstitution of IL-5 production with recombinant vaccinia viruses engineered to express this factor completely restored aeroallergen-induced eosinophilia and airways dysfunction. These results indicate that IL-5 and eosinophils are central mediators in the pathogenesis of allergic lung disease.

Mice deficient in interleukin-5 (IL-5-/- mice) were generated by gene targeting in embryonal stem cells. Contrary to previous studies, no obligatory role for IL-5 was demonstrated in the regulation of conventional B (B-2) cells, in normal T cell-dependent antibody responses or in cytotoxic T cell development. However, CD5+ B cells (B-1 cells) in the peritoneal cavity were reduced by 50%-80% in 2-week-old IL-5-/- mice, returning to normal by 6-8 weeks of age. The IL-5-/- mice did not develop blood and tissue eosinophilia when infected with the helminth Mesocestoides corti, but basal levels of eosinophils with normal morphology were produced in the absence of IL-5. IL-5 deficiency did not affect the worm burden of infected mice, indicating that increased eosinophils do not play a significant role in the host defence in this parasite model.

The objectives of this study were to describe the early natural history of human papillomavirus (HPV) infection by examining a cohort of young women positive for an HPV test and to define within this cohort (1) the probability of HPV regression, (2) the risk of having a squamous intraepithelial lesion, and (3) factors that were associated with HPV regression.The study was a cohort analytic design. An inception cohort of 618 women positive for HPV participated. HPV testing, cytologic evaluation, and colposcopic evaluation were performed at 4-month intervals. HPV testing was characterized for two groups: low risk (five types rarely associated with cancers) and high risk (nine types most commonly associated with cancers).Estimates provided by Kaplan-Meier curves showed that approximately 70% of women were found to have HPV regression by 24 months. Women with low-risk HPV type infections were more likely to show HPV regression than were women with high-risk HPV type infections (log rank test p = 0.002). The relative risk for the development of high-grade squamous intraepithelial lesion (HSIL) was 14.1 (95% confidence interval: 2.3, 84.5) for women with at least three positive tests for high-risk HPV preceding the development of the HSIL compared with that for women with negative tests for high-risk HPV. However, 88% of women with persistent positive HPV tests have not had HSIL to date. No factors associated with high-risk HPV type regression were identified except for a negative association with an incident history of vulvar condyloma (relative risk = 0.5 [95% confidence interval: 0.3 to 0.8]).Most young women with a positive HPV test will become negative within a 24-month period. Persistent positive tests with oncogenic HPV types represented a significant risk for the development of HSIL. However, we found that most young women with persistent positive HPV tests did not have cytologically perceptible HSIL over a 2-year period. Factors thought to be associated with the development of HSIL were found not to be important in HPV regression.

In mice with targeted disruption of the gene that encodes interleukin-6 (IL-6), greatly reduced numbers of immunoglobulin A (IgA)-producing cells were observed at mucosae and grossly deficient local antibody responses were recorded after mucosal challenge with either ovalbumin or vaccinia virus. The IgA response in the lungs was completely restored after intranasal infection with recombinant vaccinia viruses engineered to express IL-6. These findings demonstrate a critical role for IL-6 in vivo in the development of local IgA antibody responses and illustrate the effectiveness of vector-directed cytokine gene therapy.

Microglial activation is an integral part of neuroinflammation associated with many neurodegenerative conditions. Interestingly, a number of neurodegenerative conditions exhibit enhanced P2X 7 receptor (P2X 7 R) expression in the neuroinflammatory foci where activated microglia are a coexisting feature. Whether P2X 7 R overexpression is driving microglial activation or, conversely, P2X 7 R overexpression is a consequence of microglial activation is not known. We report that overexpression alone of a purinergic P2X 7 R, in the absence of pathological insults, is sufficient to drive the activation and proliferation of microglia in rat primary hippocampal cultures. The trophic responses observed in microglia were found to be P2X 7 R specific as the P2X 7 R antagonist, oxidized ATP (oxATP), was effective in markedly attenuating microgliosis. oxATP treatment of primary hippocampal cultures expressing exogenous P2X 7 Rs resulted in a significant decrease in the number of activated microglia. P2X 7 R is unusual in exhibiting two conductance states, a cation channel and a plasma membrane pore, and there are no pharmacological agents capable of cleanly discriminating between these two states. We used a point mutant of P2X 7 R (P2X7R G345Y ) with intact channel function but ablated pore-forming capacity to establish that the trophic effects of increased P2X 7 R expression are exclusively mediated by the pore conductance. Collectively, and contrary to previous reports describing P2X 7 R as a “death receptor,” we provide evidence for a novel trophic role for P2X 7 R pore in microglia.

Summary Diabetic heart disease is highly prevalent and characterized by diastolic dysfunction. The mechanisms of diabetic heart disease are poorly understood and no targeted therapies are available. Here we show that the diabetic myocardium (type 1 and type 2) is characterized by marked glycogen elevation and ectopic cellular localization - a paradoxical metabolic pathology given suppressed cardiomyocyte glucose uptake in diabetes. We demonstrate involvement of a glycogen-selective autophagy pathway (‘glycophagy’) defect in mediating this pathology. Genetically manipulated deficiency of Gabarapl1, an Atg8 autophagy homologue, induces cardiac glycogen accumulation and diastolic dysfunction. Stbd1, the Gabarapl1 cognate autophagosome partner is identified as a unique component of the early glycoproteome response to hyperglycemia in cardiac, but not skeletal muscle. Cardiac-targeted in vivo Gabarapl1 gene delivery normalizes glycogen levels, diastolic function and cardiomyocyte mechanics. These findings reveal that cardiac glycophagy is a key metabolic homeostatic process perturbed in diabetes that can be remediated by Gabarapl1 intervention.