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Detection of TSG-6-like protein in human corneal epithelium. Simultaneous presence with CD44 and hyaluronic acid - 25/10/20

Détection de protéines de type TSG-6 dans l’épithélium cornéen humain. Présence simultanée avec CD44 et hyaluronane

Doi : 10.1016/j.jfo.2020.03.005 
E. Lardner a, G.-B. van Setten a, b,
a Dept. of Clincial Neuro Sciences, St. Eriks Eye Hospital, Karolinska Institutet, Stockholm, Sweden 
b Institute of Wound Research & Dept of Ophthalmology, University of Florida, Gainesville, USA 

Corresponding author. Dept. of Clincial Neuro Sciences,St. Eriks Eye Hospital, Karolinska Institutet, Polhemsgatan 50, 11282 Stockholm, Sweden.Dept. of Clincial Neuro Sciences,St. Eriks Eye Hospital, Karolinska InstitutetPolhemsgatan 50Stockholm11282Sweden

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Summary

Introduction

Tumor necrosis factor-inducible gene 6 protein (TSG-6) is member of the hyaluronan-binding protein family (hyaladherins) to which CD44 also belongs. Inflammatory mediators such as tumor necrosis factor α (TNF-α) and interleukin-1 (IL-1) stimulate TSG-6 production. Recently, however, externally applied TSG-6 has been shown to be effective in the treatment of inflammatory dry eye. On the other hand, it is still unknown whether TSG-6 is naturally present in human corneal epithelium.

Material and methods

Corneal sections of 15 eyes enucleated for posterior segment uveal melanoma were immunohistochemically stained for hyaluronic acid (HA), CD44, and TSG-6.

Results

Throughout the corneal epithelium of all sections, CD44 and hyaluronic acid were detected most intensely in the basal epithelial layer. Whereas the presence of HA was intense even in the cytoplasm of the cells, CD44 was located predominantly at the cell membranes. The intensity of the specific staining decreased towards the surface, where CD44 was barely detectable. Hyaluronic acid was, on the other hand, detectable in the extracellular matrix and cells, even at the surface. TSG-6 like immunoreactivity was detected in all sections in a pattern similar to CD44 but much more distinct and intense, with a marked localization in the cell membranes and intercellular spaces, i.e., extracellular matrix. TSG-6 like immunoreactivity was clearly detectable through all cell layers of the corneal epithelium. All control sections were negative.

Discussion

Tumor necrosis factor-inducible gene 6 (TSG-6)- like protein is present in human corneal epithelium. It might be a natural component of this tissue which is constantly exposed and mechanically traumatized, and displays localization with similarities to that of CD44. The immunohistological detection of HA as major component of the ECM and epithelial tissue only confirms the results of earlier studies. However, the simultaneous presence and colocalization of CD44 and TSG-6, both HA-binding proteins, requires further investigation of the individual role, regulation and interaction of this system.

Conclusion

The detection of TSG-6 in human corneal epithelium in the absence of inflammation underlines the importance of normal mechanical forces on the gene expression and regulation of this protein in ocular surface tissues. Given the relationship between inflammation and the protein, TSG-6 may be a major unknown and underestimated player in the regulation of the inflammation encountered in the presence of ocular surface desiccation and dry eye disease.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Résumé

Introduction

La protéine du gène 6 inductible par le facteur de nécrose tumorale (Tumor necrosis factor-inducible gene 6, TSG-6) est un membre de la famille des protéines de liaison aux hyaluronanes (hyaladhérines) à laquelle appartient également le CD44. Les médiateurs inflammatoires tels que le facteur de nécrose tumorale α (TNF-α) et l’interleukine-1 (IL-1) stimulent la production de TSG-6. Récemment, cependant, le TSG-6 s’est révélé efficace dans le traitement de la sécheresse oculaire inflammatoire. D’un autre côté, la présence naturelle de TSG-6 dans l’épithélium cornéen humain n’est pas encore connue.

Matériel et méthodes

Des coupes cornéennes de 15 yeux énucléés en raison de la présence de mélanome de la choro¨ide ont été colorées par réaction immunohistochimique pour l’acide hyaluronique (HA), le CD44 et le TSG-6.

Résultats

Tout au long de l’épithélium cornéen de toutes les sections, le CD44 et le hyaluronane ont été détectés le plus intensément dans la couche épithéliale basale. Alors que la présence de HA était intense même dans le cytoplasme des cellules, le CD44 avait une localisation prédominante au niveau des membranes cellulaires. L’intensité de la coloration spécifique a diminué vers la surface où CD44 était à peine détectable. L’acide hyaluronique a été, d’autre part, détectable dans la matrice extracellulaire et des cellules, même à la surface. L’immunoréactivité de type TSG-6 a été détectée dans toutes les coupes selon un schéma similaire à celui de CD44 mais beaucoup plus distinct et plus intensif, avec une localisation nette au niveau des membranes cellulaires et des espaces intercellulaires, c’est-à-dire la matrice extracellulaire. L'immunoréactivité de TSG6 était clairement détectable dans toutes les couches de cellules de l’épithélium de la cornée. Toutes lescoupes contrôle étaient négatives.

Discussion

Le TSG-6 est présent dans l’épithélium cornéen humain. Il pourrait être un composant naturel de ce tissu constamment exposé et sollicité mécaniquement, et présente une localisation avec des similitudes avec celle du CD44. La détection immunohistologique de l’AH en tant que composant majeur de l’ECM et du tissu épithélial n’a confirmé que les résultats d’études antérieures. Cependant, la présence et la colocalisation simultanées de CD44 et de TSG-6, étant toutes deux des protéines se liant à HA, nécessitent des investigations supplémentaires sur le rôle individuel, la régulation et l’interaction de ce système.

Conclusion

La détection de TSG-6 dans l’épithélium cornéen humain en l’absence d’inflammation souligne l’importance des forces mécaniques normales sur l’expression génique et la régulation de cette protéine dans les tissus de la surface oculaire. Étant donné que l’inflammation induit et stimule l'expression de cette la protéine, le TSG-6 peut être un acteur majeur encore inconnu et sous-estimé dans la régulation de l’inflammation rencontrée en cas de dessiccation de la surface oculaire et de sécheresse oculaire.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Tumor necrosis factor-inducible gene 6 protein (TSG-6), Corneal epithelium, Inflammation, Hyaluronan, Mechanical stress, Dry eye

Mots clés : Protéine du gène 6 inductible par le facteur de nécrose tumorale (TSG-6), Épithélium cornéen, Inflammation, Hyaluronane, Stress mécanique, Sécheresse oculaire


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Vol 43 - N° 9

P. 879-883 - novembre 2020 Retour au numéro
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